地质视角看海洋

赖才炎

地质视角看海洋，岩石力学成关键。

深海取样与测量，现代科技才登场。

地质视角看海洋

《美丽的石头会说话》地学科普讲堂，是由上海市仙霞高级中学和上海市矿物化石研究会共同构建并开展的科普课程。12月17日下午，第17讲《地质视角看海洋》由上海市地质调查研究院高级工程师黎兵博士主讲。

黎兵博士，高级工程师，中国科学院博士、华东师范大学博士后毕业，现任上海市地质调查研究院地质环境研究所副所长，是中国地质学会青年工作委员会委员、上海市地质学会科普专委会委员、中国地质学会“野外青年地质贡献奖——金罗盘奖”获得者，长期从事基础地质和海岸带地质研究，积极推进地质成果转化应用和参与科普宣传。

黎兵博士围绕“地质的核心问题是岩石问题和力学问题”，首先带领学生重新认识大海与大洋。我们普遍认为海与洋是同一类，区别仅在于海水深度不同；但从地质学角度看，海与洋不是“同类”，因为海在大陆架上，大陆架的岩石不同于洋壳。地质学是以陆壳与洋壳来划分大陆与大洋。故“东海是洲还是洋”、“海与洋的区别是什么”等这些问题很有趣。

黎博士从我校地质馆石馆中随手拿了几块岩石标本，进一步阐述陆壳花岗岩与洋壳玄武岩的区别。他让学生观察它们颜色深浅、是否有气孔，掂其轻重（比重大小），以及展示显微镜下结晶大小与结构的差异。其原因都可追塑为“它们冷却时间悬差很大”。

对于洋壳与陆壳的碰撞，黎博士首先解释了为什么洋壳会斜插到陆壳下面，是因为陆壳虽厚但密度相对小；如在太平洋板块与亚欧板块的碰撞过程中，东海大陆架每年会被消融10厘米左右。然后他带领学生用两张课桌和两本书，模拟板块的碰撞，来加深学生对板块运动的理解；从而再解释青藏高原的隆起，是因为两个陆壳板块的碰撞；板块俯冲会引起地震和海啸，如日本海沟地震及海啸的传播等。

对于地壳下的岩浆如何对流循环，温度与压力是两个重要概念，其原理与烧热的开水一样；岩浆会喷出地表，是因为热量找到了突破口。当然这些突破口也就成为了海底扩张的动力，而地壳年龄又为海底扩张提供了科学证据。

接着黎博士结合自身经历谈到“人类如何研究海洋”。他讲到海洋地质工作的取样很重要，采集深海海底样品有三种主要方式，即岩石拖网取样、抓斗取样和箱式取样，深潜器也是研究海洋的重器；另外，测量海水深度最能体现科技的进步，如从最初的麻绳到钢绳，再到船载多波束声测深（即声讷），再到卫星雷达高度计海底测深。

最后，黎博士带领学生探讨了几个常见的海洋现象，如上海近海水浑浊而远海水清澈？是因为水浅底下的泥沙易翻动，台风也只能影响到一定深度，他用两个装着不同水深的瓶子当场演示了这个实验。还有“为什么深海的水是蓝色？是水深，还是反射，是人对蓝色的敏感，还是重力问题，他不断以问题引导学生思考问题！以及他在海洋取样过程中遇到的真实问题：铁板沙如何取样、为什么会形成沙洲、泥沙中突然有一片砾石能说明什么？他还强调：看到现象，思考背后的原因，再看科学文献、理论结合实际，就是科学研究过程；以及做科学研究要有不怕吃苦的奉献精神。

上海长宁

2021-12-26