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        為海洋畫“像” 守衛(wèi)藍(lán)色疆土

        2020-07-29 12:30:09高妍毛艷玲
        科技創(chuàng)新與品牌 2020年7期
        關(guān)鍵詞:圖件海洋

        高妍 毛艷玲

        這是中國(guó)?!魈窖笮律璧貓D(1:300萬(wàn))的一角。

        這張新生代盆地圖詳細(xì)展示了我國(guó)海區(qū)向東,第二島鏈以西的西太平洋范圍內(nèi)的新生代盆地分布情況,屬于2019年度海洋科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目——“中國(guó)?!魈窖蟮刭|(zhì)地球物理場(chǎng)特征綜合研究與系列圖編制”所出版的9種圖件之一。

        這一項(xiàng)目總結(jié)了“七五”至“十二五”近30年的調(diào)查資料與成果,通過(guò)理論創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新,將西太平洋地質(zhì)地球物理圖件的比例尺提高到1:300萬(wàn),填補(bǔ)了研究區(qū)空白。

        項(xiàng)目首席科學(xué)家、青島海洋地質(zhì)研究所(以下簡(jiǎn)稱“海地所”)研究員張訓(xùn)華介紹,它相當(dāng)于一張多維度的“高精地圖”,系統(tǒng)展示了中國(guó)?!魈窖笊顪\地球物理與構(gòu)造地質(zhì)特征,精細(xì)刻畫了地球物理場(chǎng)特征所反映出的地質(zhì)內(nèi)涵,科學(xué)揭示了中國(guó)海在地質(zhì)歷史時(shí)期的時(shí)空演化。

        為海洋畫“像”,為祖國(guó)摸“家底”,這正是張訓(xùn)華與他所領(lǐng)導(dǎo)的海洋地質(zhì)地球物理系列圖編制團(tuán)隊(duì)(以下簡(jiǎn)稱“地學(xué)系列圖編制團(tuán)隊(duì)”)多年來(lái)在做的事。

        三代人,40年,地學(xué)系列圖編制團(tuán)隊(duì)不僅編制了我國(guó)第一代海洋地質(zhì)系列圖(以下簡(jiǎn)稱“一代圖”),更在近年?duì)款^完成了第二代海洋地質(zhì)系列圖的“三套圖件”,大幅提升了我國(guó)在這一領(lǐng)域的整體研究水平與國(guó)際影響力,為外交談判、油氣戰(zhàn)略制定、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境建設(shè)、遠(yuǎn)洋護(hù)航等提供了重要支撐。

        經(jīng)略海洋,從了解海洋開始

        古羅馬哲學(xué)家西塞羅說(shuō):“誰(shuí)控制了海洋,誰(shuí)就控制了世界?!?/p>

        在傳統(tǒng)海權(quán)時(shí)代,海洋帶給人類的財(cái)富大多基于交通,控制海洋主要通過(guò)控制海上交通線、海洋交通要道來(lái)實(shí)現(xiàn)。

        近幾十年來(lái),伴隨海洋科技的發(fā)展,海洋資源開發(fā)帶來(lái)的財(cái)富迅速增加,特別在1982年“海洋國(guó)土”概念誕生后,新海權(quán)時(shí)代來(lái)臨。控制海洋已不單要控制海上交通,更要控制“海洋國(guó)土”本身,那意味著更多的海洋資源與權(quán)益。

        我國(guó)擁有包括渤海、黃海、東海、南海和臺(tái)灣以東部分海域在內(nèi)約300萬(wàn)平方公里的“海洋國(guó)土”,海洋資源豐富,藍(lán)色經(jīng)濟(jì)發(fā)展前途無(wú)量。經(jīng)濟(jì)發(fā)展,基礎(chǔ)先行,海洋地質(zhì)工作就是發(fā)展藍(lán)色經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),而海洋地學(xué)圖件的編制又是基礎(chǔ)中的基礎(chǔ)。

        張訓(xùn)華介紹,作為表達(dá)海區(qū)地質(zhì)地球物理場(chǎng)基本特征及規(guī)律的重要載體,海洋地學(xué)圖件不僅是確立海洋主權(quán)與權(quán)益維護(hù)、保障海洋軍事安全不可或缺的基礎(chǔ)支撐資料,也是各國(guó)進(jìn)行中長(zhǎng)期海洋戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃的重要依據(jù),更是開展礦產(chǎn)資源勘探與開發(fā)、自然災(zāi)害預(yù)防與海洋環(huán)境保護(hù)的基本需要。

        但長(zhǎng)期以來(lái),受綜合國(guó)力限制,我國(guó)的海洋地學(xué)調(diào)查研究一度在低水平上徘徊,海洋地學(xué)圖件的編制也沒(méi)有跟上。直到本世紀(jì)初,我們所采用的海域地質(zhì)地球物理系列圖還是1992年出版的1:500萬(wàn)版本,與美、日、韓、俄等海洋強(qiáng)國(guó)的海洋調(diào)查程度和圖件出版存在較大差距,更難以支撐國(guó)家“海洋強(qiáng)國(guó)”“一帶一路”等戰(zhàn)略的實(shí)施。

        上世紀(jì)90年代中后期,國(guó)家開始推動(dòng)實(shí)施“我國(guó)大陸架地質(zhì)特征及其對(duì)劃界的影響”“我國(guó)專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)海底礦產(chǎn)資源勘查”“海洋地質(zhì)保障工程”等重大專項(xiàng),逐步開展系統(tǒng)的海域地質(zhì)調(diào)查工作。

        “中國(guó)海及鄰域地質(zhì)地球物理及地球化學(xué)系列圖”項(xiàng)目就歸屬“海洋地質(zhì)保障工程”,其目標(biāo)即在海量地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)與成果基礎(chǔ)上,完成高精度系列海洋地學(xué)圖件的編制。它包括三個(gè)層次的編圖任務(wù):中國(guó)海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖(2003年~2015年)、中國(guó)海陸地質(zhì)地球物理系列圖(2008年~2012年)、和中國(guó)?!魈窖蟮刭|(zhì)地球物理系列圖(2013年~2018年)。

        到目前為止,中國(guó)海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖(1:100萬(wàn))、中國(guó)海陸地質(zhì)地球物理系列圖(1:500萬(wàn))和中國(guó)?!魈窖蟮刭|(zhì)地球物理系列圖(1:300萬(wàn))已編制完成。1:100萬(wàn)系列圖是目前我國(guó)比例尺最大、資料最詳實(shí)、刻畫最精細(xì)、信息最豐富的全海域圖件。1:300萬(wàn)系列圖則填補(bǔ)了西太平洋地質(zhì)地球物理圖件研究空白。三套系列圖在理論、方法、技術(shù)上首次實(shí)現(xiàn)完整海陸相接、深淺相融、遠(yuǎn)洋近海相聯(lián)。這就是業(yè)內(nèi)常說(shuō)的地學(xué)圖“三套圖件”,代表了當(dāng)下我國(guó)在大型海洋地質(zhì)地球物理系列圖編制領(lǐng)域的最高水平。

        “三套圖件”的編制,調(diào)動(dòng)了國(guó)內(nèi)海洋地質(zhì)領(lǐng)域幾乎全部?jī)?yōu)勢(shì)力量,先后集結(jié)了中國(guó)科學(xué)院、教育部、國(guó)家海洋局等5個(gè)部門、30余家單位的500余名科技人員,歷時(shí)十幾年才得以完成。而青島海洋地質(zhì)研究所作為“三套圖件”編制項(xiàng)目的牽頭單位,全程深度參與其中,貢獻(xiàn)了核心理論與多種技術(shù)創(chuàng)新。

        編圖,沒(méi)那么簡(jiǎn)單

        青島海地所自上世紀(jì)80年代就開始海洋地學(xué)圖編制工作。我國(guó)此前沿用的1992年出版的《中國(guó)海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖(1:500萬(wàn))》,就是由海地所老一輩地質(zhì)地球物理學(xué)家劉光鼎院士主持編制。

        海洋地學(xué)圖編制是一個(gè)系統(tǒng)工程,其建立在對(duì)海洋地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、新生代沉積盆地特征、礦產(chǎn)類型及性質(zhì)等進(jìn)行充分調(diào)查基礎(chǔ)之上,所獲取的數(shù)據(jù)也需經(jīng)歷采集與加工處理、分類整合、同一化、拼合及質(zhì)量控制等過(guò)程才能綜合編輯呈現(xiàn)在圖件上。

        一套海洋地學(xué)圖,包括基礎(chǔ)地質(zhì)圖件、基礎(chǔ)地球物理圖件和輔助性圖件等,而地質(zhì)圖件又包括了地形圖、地貌圖、表層沉積物類型圖、地質(zhì)圖、大地構(gòu)造圖和盆地圖等,地球物理圖件則包括空間重力異常圖、布格重力異常圖、磁力異常圖等,輔助性圖件則包括地球動(dòng)力學(xué)、莫霍面深度圖、地震層析成像圖等。

        這么多的內(nèi)容要形成一個(gè)有機(jī)整體展示出來(lái),且要考慮陸地和海洋、大陸邊緣、邊緣海及大洋圖面展示的連續(xù)性,并非一件簡(jiǎn)單的事。

        編圖團(tuán)隊(duì)所面臨的具體難題,是外行難以想象的——

        “海域普遍被海水覆蓋,且大部分地區(qū)沉積有第四紀(jì)沉積物,厚度幾米到萬(wàn)米不等。如果采用陸地編圖的技術(shù)手段與方法呈現(xiàn),那海域基本是一片黃色,沒(méi)有任何科學(xué)意義。海域地質(zhì)內(nèi)容應(yīng)該怎么呈現(xiàn)?如果采用‘剝皮法,那‘剝皮深度或年代怎么定?”

        “海陸聯(lián)編地質(zhì)圖如何實(shí)現(xiàn)聯(lián)編?要兩套體系還是完全相接?如果保持兩套體系,自然能表達(dá)更多的海上地質(zhì)內(nèi)容,但卻不是真正意義上的‘海陸相接;如果要海陸一致,海區(qū)地質(zhì)圖編制又將失去科學(xué)意義。如何兼顧?”

        “受限于調(diào)查技術(shù)與手段,早期對(duì)中國(guó)海區(qū)及鄰域地殼尺度和巖石圈尺度的深部結(jié)構(gòu)研究較少,怎么才能深淺結(jié)合研究區(qū)域問(wèn)題?”

        “地球物理數(shù)據(jù)量大,數(shù)據(jù)來(lái)源多,有的來(lái)自船測(cè)、衛(wèi)星等調(diào)查手段,有的來(lái)自陸地測(cè)量,且不同來(lái)源的數(shù)據(jù)往往精度不一,早期水深地形數(shù)據(jù)也不夠精確。這么多數(shù)據(jù)怎么用?怎么融合拼接?”

        海域地質(zhì)難展示、深淺難統(tǒng)籌、海陸不接、海量數(shù)據(jù)精度不統(tǒng)一、東亞陸緣與西太平洋不聯(lián)……這些難題長(zhǎng)期存在,始終貫穿在海洋地學(xué)圖件的編制過(guò)程中,是地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間里日夜琢磨的問(wèn)題。

        突破,理論+技術(shù)創(chuàng)新

        在多年對(duì)中國(guó)大陸邊緣調(diào)查和研究過(guò)程中,地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)始終以海洋地球物理為抓手,貫徹綜合地球物理研究與地質(zhì)、地球化學(xué)相結(jié)合的技術(shù)方法,堅(jiān)持“區(qū)域約束局部,深層制約淺層”的認(rèn)識(shí)論,強(qiáng)調(diào)深部結(jié)構(gòu)和綜合地球物理在海域調(diào)查和研究中的運(yùn)用。

        實(shí)際編圖過(guò)程中,則以“塊體構(gòu)造學(xué)說(shuō)”為理論指導(dǎo),以物性和模型為紐帶,強(qiáng)調(diào)正演反演相結(jié)合以及定性和定量結(jié)合,提倡地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)多學(xué)科交叉融合,以及各圖種的團(tuán)結(jié)協(xié)作、統(tǒng)籌考慮。

        “塊體構(gòu)造學(xué)說(shuō)”最早提出于2008年,是張訓(xùn)華在朱夏—?jiǎng)⒐舛W(xué)術(shù)思想的基礎(chǔ)上歸納、概括、發(fā)展、創(chuàng)新而得。它是以活動(dòng)論為內(nèi)涵的全球構(gòu)造思想,是板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)在中國(guó)的實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展。

        它作為中國(guó)海陸地質(zhì)地球物理系列圖編制的指導(dǎo)思想,指導(dǎo)了“三套圖件”的編制工作,并在圖件編制過(guò)程中得到不斷發(fā)展與完善。張訓(xùn)華、溫珍河、郭興偉、侯方輝等陸續(xù)發(fā)表文章,補(bǔ)充、豐富和發(fā)展了這一學(xué)說(shuō)。多套系列圖的陸續(xù)出版,則標(biāo)志著這一大地構(gòu)造學(xué)說(shuō)的成型。

        在“塊體構(gòu)造學(xué)說(shuō)”的統(tǒng)籌指導(dǎo)下,地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)通過(guò)一系列技術(shù)創(chuàng)新解決了橫亙?cè)诰巿D過(guò)程中的難題。

        ——地質(zhì)類圖件采用“剝皮—疊置—透視”結(jié)合表示法,處理古生界、中生界和新生界的表示問(wèn)題,解決了海區(qū)地質(zhì)內(nèi)容表示難題。

        ——區(qū)別對(duì)待海陸拼接難題。在重力圖件編制中,采用“融合法”在中國(guó)海區(qū)實(shí)現(xiàn)布格重力異常與高精度DEM數(shù)據(jù)合成了平均空間重力異常,并首次在全海域使用完全布格重力異常改正方法,真正實(shí)現(xiàn)了海陸重力異常計(jì)算的五統(tǒng)一,完成海陸拼接;在磁力圖件編制中,改進(jìn)了“縫合法”實(shí)現(xiàn)海陸拼接。

        ——用地球動(dòng)力學(xué)圖和中—新生代盆地構(gòu)造圖、區(qū)域構(gòu)造圖相結(jié)合的方式,來(lái)展示造成淺部構(gòu)造變形的深部地球動(dòng)力學(xué)要素,破解深淺無(wú)法結(jié)合的難題。

        ——開發(fā)了“移位—解析—?dú)w算”的資料平衡法和“三觀測(cè)列資料融合”的精度綜合評(píng)估法,實(shí)現(xiàn)海域海量多源數(shù)據(jù)有效融合拼接。

        最終,我們看到了“三套圖件”的出版?!叭讏D件”各有側(cè)重,互有發(fā)展,在展示形式上具有全面性(全海域和全陸地與海洋)、立體性(沉積層、地殼、巖石層)、動(dòng)態(tài)性(塊體運(yùn)動(dòng)與拼合過(guò)程)和更長(zhǎng)地質(zhì)時(shí)期(自6億年以來(lái)的地質(zhì)歷史時(shí)期)的特點(diǎn)。

        到目前為止,“三套圖件”已為東海沖繩海槽中日劃界、中朝劃界和中韓劃界提供了重要技術(shù)支撐。此外,還在渤?!宵S海油氣勘探與開發(fā)、南海重大工程路由勘察及膠東地區(qū)金礦勘查等過(guò)程中發(fā)揮重要作用,得到多個(gè)部門的一致好評(píng)。

        守衛(wèi)藍(lán)色疆土,有我

        張訓(xùn)華清晰記得自己數(shù)次作為中方代表參加海洋法磋商、海洋劃界談判時(shí)的情景。在那個(gè)沒(méi)有硝煙的“戰(zhàn)場(chǎng)”上,自己多年為之付出的海洋地質(zhì)調(diào)查工作價(jià)值突顯,為海上和諧環(huán)境構(gòu)建、國(guó)家海洋權(quán)益維護(hù)提供著有力的科學(xué)依據(jù)。

        張訓(xùn)華說(shuō),那是自己對(duì)海洋地質(zhì)學(xué)家這個(gè)身份最自豪的時(shí)刻。同時(shí)他也強(qiáng)調(diào),這一切都來(lái)自祖國(guó)的強(qiáng)大,來(lái)自集體的力量,而自己只是一個(gè)小小的代表。

        往大了說(shuō),他代表了海洋地質(zhì)人,代表了十幾年間曾經(jīng)為“三套圖件”編制工作付出努力的數(shù)百位科技人員。往小了說(shuō),他代表的是青島海地所海洋地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)。

        這支在“一代圖”編制過(guò)程中形成,在“三套圖件”編制過(guò)程中壯大與崛起的團(tuán)隊(duì),集聚起了老中青三代優(yōu)秀科學(xué)家,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)這一領(lǐng)域最具實(shí)力的團(tuán)隊(duì)之一。

        老一輩的劉光鼎、雷受旻、王家林、郭振軒、叢鴻文等科學(xué)家,不僅主編與參與主編了“一代圖”,也在“三套圖件”的編圖思想和具體圖件編制方面給出了重要指導(dǎo);中年一輩中,有張訓(xùn)華、溫珍河、郝天珧、胥頤、邱燕、周堅(jiān)鑫、張明華、丘學(xué)林、姚永堅(jiān)等,他們是“一代圖”的參與者,“三套圖件”的主編,已經(jīng)成為團(tuán)隊(duì)的“中流砥柱”;青年一代中有郭興偉、侯方輝、王忠蕾、楊金玉、尹航、喬計(jì)花、韓波、朱曉青、王明健、張菲菲、王保軍、田振興、陸凱、徐曉達(dá)、祁江豪等,他們已經(jīng)在“三套圖件”的編制過(guò)程中獨(dú)當(dāng)一面,成為團(tuán)隊(duì)的新生力量。

        老中青三代,老一輩有指引,中年一代可倚仗,青年一帶有接續(xù),地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)已在多年磨練中,形成了一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、分工有序、團(tuán)結(jié)精干的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì),成為青島海地所的一大品牌特色。

        如今,地學(xué)圖編制團(tuán)隊(duì)正緊鑼密鼓的進(jìn)行第二代地學(xué)系列圖應(yīng)用拓展和“東盟地學(xué)系列圖”收尾工作,按照規(guī)劃積極準(zhǔn)備我國(guó)各海區(qū)1:50萬(wàn)地學(xué)系列圖編制的同時(shí),籌劃未來(lái)在更廣更深更詳上展示海洋地學(xué)信息,以滿足國(guó)家發(fā)展及海上“絲綢之路”經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的需要。

        “我愛(ài)這藍(lán)色的海洋,我守衛(wèi)在海防線上?!睙o(wú)論是為海洋主權(quán)與權(quán)益維護(hù)提供科學(xué)支撐,還是為經(jīng)略海洋提供基礎(chǔ)資料,海洋地質(zhì)人都將一往無(wú)前。這是他們?cè)趽]灑熱愛(ài)與忠誠(chéng),是他們守衛(wèi)藍(lán)色疆土的獨(dú)特方式。

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