北冰洋“前世今生”看地球变迁

寒冷的北极风雪横扫过舷窗外一望无际的白色冰原,在北纬87度附近的北冰洋,中国第四次北极科学考察队正在这里进行艰苦的海冰“冰站”综合考察。为探访这片神秘冰海的“前世今生”,在参加此次北极科考前夕,记者曾对中国科学院院士、同济大学著名海洋地质学家汪品先进行了专访。

原来,如今寒冷刺骨、常年漂浮海冰的神秘北冰洋,五千万年前竟是个生物繁多、温暖宜人的淡水湖!

据汪品先介绍,2004年,俄罗斯、瑞典、挪威的3艘破冰船联合进军北冰洋,在北纬88度、距离北极点250公里处成功实施大洋钻探。钻井打在穿越北极点的罗蒙诺索夫海脊上,打穿沉积层进入大陆壳的基岩,取得了5600万年到4450万年前和1820万年前至今的两段沉积记录,发现了北冰洋有2600多万年的沉积间断。

化石研究表明,北冰洋在五千万年前大约长达80万年的时期里,水面大量生长被称为“满江红”的植物。“满江红”是一种水生蕨类植物,现在分布在热带、亚热带的淡水里。而“满江红”的孢子化石居然在北极出现,令所有参加考察的研究者惊讶。

地球有机化学的研究结论也显示,当时北冰洋表层水温总在10摄氏度以上。大约5500万年前曾高达23摄氏度,简直是亚热带环境。当时,北冰洋还没有形成,只是一个封闭的“水盆”。“满江红”是淡水植物,最多只能容忍1.6 的含盐量。其孢子在罗蒙诺索夫海脊钻井中大量出现且有淡水藻类伴生,说明当时极地因大量降水而水体变淡,变成一个暖水湖泊,应当叫做“北极湖”。

当时“北极湖”的“生产力”极高,其沉积物中的有机碳含量常在5%以上,甚至高达14%。正是这种非凡的“造油潜力”使北冰洋的油气资源蕴藏量极为丰富。

汪品先指出,如今从地图上看,北冰洋的一个“大门”朝大西洋敞开,另一个“大门”通往太平洋。通往大西洋之门相对较宽,与太平洋相通之门则狭窄得多。白令海峡是太平洋海水进入北冰洋的唯一通道,对于北冰洋海冰的形成至关重要。

然而,从漫长的地质历史来看,太平洋海水进入北冰洋是短暂现象。大部分时间里,亚洲大陆与美洲大陆在这里接壤,这就是“白令陆桥”。北冰洋早期朝向太平洋的一侧并不开口,白令海峡要到大约500万年前方才出现,而且此后并不稳定,在冰期“陆桥”可能会随着海平面下降而露出,成为时隐时现的“白令断桥”。

汪品先认为,通过白令海峡研究北冰洋与太平洋的关系,是中国极地科学的一个重要课题。长期以来,由于北大西洋洋流地处欧美之间,西方国家一直十分重视研究北大西洋洋流。他们所提出的“大洋传送带”假说和“经向环流”理论,所讲的几乎都是大西洋的“故事”。

令人印象深刻的全球气候变暖科幻片《后天》讲述了这样的故事:北大西洋洋流的温盐平衡被打破后,引发全球气候连锁反应,最终地球仿佛步入一万年前的“冰河期”。

然而,温盐环流是全球性的,它将水、热量、盐分与海水中的化学物质传送到所经之处,从而影响全球气候,因此被称为“全球海洋运输带”。在全球温盐环流中,北大西洋洋流果真有那么深远的影响吗?

汪品先认为,西方学者的理论过分强调北大西洋的影响,而低估了热带海区和南大洋在气候系统中的作用。太平洋作为面积极其辽阔的大洋,在他们的理论中却只是消极地响应,这显然缺乏深入分析,从物理学上难以立足。

“极地海洋对于 大洋传送带 的影响,至今以太平洋段最不清楚。在各大洋的温盐环流方面,太平洋的情况也很不清楚。为了更好地了解北冰洋的 今生 ,了解全球气候变化,中国作为濒临太平洋的国家,应加强独立自主的科研能力,不能过分紧跟国际主流观点”,汪品先说。

他建议,中国科考队可从西太平洋温暖水域出发,向北通过白令海峡进入北冰洋,向南通过南大洋的太平洋段前往深入南极区域的罗斯海,形成从西太平洋到南北极地的大型综合研究计划,独立自主地开创具有中国特色的全球气候变化研究体系,这一研究也有助于更加深入透彻地了解北冰洋的“前世今生”。

新华网“雪龙”号8月9日电(记者 张建松)