[圖文]北冰洋前世今生看地球變遷:五千萬年前溫暖宜人
寒冷的北極風雪橫掃過舷窗外一望無際的白色冰原,在北緯87度附近的北冰洋,中國第四次北極科學考察隊正在這裡進行艱苦的海冰「冰站」綜合考察。為探訪這片神秘冰海的「前世今生」,在參加此次北極科考前夕,記者曾對中國科學院院士、同濟大學著名海洋地質學家汪品先進行了專訪。
原來,如今寒冷刺骨、常年漂浮海冰的神秘北冰洋,五千萬年前竟是個生物繁多、溫暖宜人的淡水湖!
據汪品先介紹,2004年,俄羅斯、瑞典、挪威的3艘破冰船聯合進軍北冰洋,在北緯88度、距離北極點250公里處成功實施大洋鑽探。鑽井打在穿越北極點的羅蒙諾索夫海脊上,打穿沉積層進入大陸殼的基巖,取得了5600萬年到4450萬年前和1820萬年前至今的兩段沉積記錄,發現了北冰洋有2600多萬年的沉積間斷。
化石研究表明,北冰洋在五千萬年前大約長達80萬年的時期裡,水面大量生長被稱為「滿江紅」的植物。「滿江紅」是一種水生蕨類植物,現在分佈在熱帶、亞熱帶的淡水裡。而「滿江紅」的孢子化石居然在北極出現,令所有參加考察的研究者驚訝。
地球有機化學的研究結論也顯示,當時北冰洋表層水溫總在10攝氏度以上。大約5500萬年前曾高達23攝氏度,簡直是亞熱帶環境。當時,北冰洋還沒有形成,只是一個封閉的「水盆」。「滿江紅」是淡水植物,最多只能容忍1.6%。的含鹽量。其孢子在羅蒙諾索夫海脊鑽井中大量出現且有淡水藻類伴生,說明當時極地因大量降水而水體變淡,變成一個暖水湖泊,應當叫做「北極湖」。
當時「北極湖」的「生產力」極高,其沉積物中的有機碳含量常在5%以上,甚至高達14%。正是這種非凡的「造油潛力」使北冰洋的油氣資源蘊藏量極為豐富。
汪品先指出,如今從地圖上看,北冰洋的一個「大門」朝大西洋敞開,另一個「大門」通往太平洋。通往大西洋之門相對較寬,與太平洋相通之門則狹窄得多。白令海峽是太平洋海水進入北冰洋的唯一通道,對於北冰洋海冰的形成至關重要。
然而,從漫長的地質歷史來看,太平洋海水進入北冰洋是短暫現象。大部分時間裡,亞洲大陸與美洲大陸在這裡接壤,這就是「白令陸橋」。北冰洋早期朝向太平洋的一側並不開口,白令海峽要到大約500萬年前方才出現,而且此後並不穩定,在冰期「陸橋」可能會隨著海平面下降而露出,成為時隱時現的「白令斷橋」。
汪品先認為,通過白令海峽研究北冰洋與太平洋的關係,是中國極地科學的一個重要課題。長期以來,由於北大西洋洋流地處歐美之間,西方國家一直十分重視研究北大西洋洋流。他們所提出的「大洋傳送帶」假說和「經向環流」理論,所講的幾乎都是大西洋的「故事」。
令人印象深刻的全球氣候變暖科幻片《後天》講述了這樣的故事:北大西洋洋流的溫鹽平衡被打破後,引發全球氣候連鎖反應,最終地球彷彿步入一萬年前的「冰河期」。
然而,溫鹽環流是全球性的,它將水、熱量、鹽分與海水中的化學物質傳送到所經之處,從而影響全球氣候,因此被稱為「全球海洋運輸帶」。在全球溫鹽環流中,北大西洋洋流果真有那麼深遠的影響嗎?
汪品先認為,西方學者的理論過分強調北大西洋的影響,而低估了熱帶海區和南大洋在氣候系統中的作用。太平洋作為面積極其遼闊的大洋,在他們的理論中卻只是消極地響應,這顯然缺乏深入分析,從物理學上難以立足。
「極地海洋對於『大洋傳送帶』的影響,至今以太平洋段最不清楚。在各大洋的溫鹽環流方面,太平洋的情況也很不清楚。為了更好地瞭解北冰洋的『今生』,瞭解全球氣候變化,中國作為瀕臨太平洋的國家,應加強獨立自主的科研能力,不能過分緊跟國際主流觀點。」汪品先說。
他建議,中國科考隊可從西太平洋溫暖水域出發,向北通過白令海峽進入北冰洋,向南通過南大洋的太平洋段前往深入南極區域的羅斯海,形成從西太平洋到南北極地的大型綜合研究計畫,獨立自主地開創具有中國特色的全球氣候變化研究體系,這一研究也有助於更加深入透徹地瞭解北冰洋的「前世今生」。