近日結束的“探索一號”TS12航次第2航段科考中，“深海勇士”號載人深潛器多次下潛，帶科學家一覽深海。其中在海底峽谷的下潛中，來自海洋國家實驗室海洋地質過程與環(huán)境功能實驗室、自然資源部第一海洋研究所的助理研究員吳斌博士和單新博士通過分析下潛取得的短柱沉積物，發(fā)現海底峽谷的表層沉積物以斑駁狀泥為主，其中發(fā)育有多種遺跡化石，屬于半遠洋沉積。
“半遠洋沉積是淺海中的沉積物顆粒在水體中垂直沉降形成的，沉積作用方式與濁流、等深流、碎屑流(泥石流)等完全不同。現代半遠洋沉積中往往伴隨大量的生物遺跡，如動藻跡等。”單新表示，由于沉積物短柱中的泥是斑駁狀的且可以看到遺跡化石，另外他們在峽谷中近底觀測時也看到了大量的生物遺跡，因此推測發(fā)現的沉積屬于半遠洋沉積。“由于這個峽谷近期并沒有濁流發(fā)生，在峽谷中發(fā)現大范圍的半遠洋沉積表明了峽谷中的沉積作用方式多樣。”單新說，雖然他們在海底峽谷內發(fā)現了超臨界濁流形成的旋回坎構造，但由于這些旋回坎的表層沉積物粒度屬于粉砂、黏土級且表層沉積物的生物遺跡眾多，因此推測這些旋回坎構造可能在數百或數千年前形成并保存下來。
據吳斌介紹，由于半遠洋沉積是逐層由水體中的沉積物顆粒垂直沉降而成的，因此利用半遠洋沉積的有孔蟲等微體古生物的種類、豐度以及一些地球化學指標就可以重建古海洋參數，如鹽度、溫度、氧氣含量等。
“海底峽谷是沉積物搬運的重要通道，這里海底濁流頻發(fā)，可能會導致重大的地質災害，對油氣平臺、海底通信電纜等海底設施構成巨大的威脅。”吳斌表示，“峽谷演化與沉積物搬運過程備受學術界關注，是當前海洋地質學和全球變化研究的前沿和熱點問題，因而開展峽谷深潛就顯得非常重要。”
而在航段深潛作業(yè)發(fā)現半遠洋沉積的南海海底峽谷中，研究沉積物搬運過程有特殊的實用價值。據單新介紹，因為南海峽谷沉積中富含油氣資源，峽谷中的水道、天然堤等是重要的油氣儲層，研究峽谷演化和沉積物搬運過程可以預測儲層的位置、孔隙度、滲透率等，另外南海峽谷中不少位置富含天然氣水合物資源。
“由于峽谷深潛可以精準定位某一特定峽谷，‘深海勇士’號的精準取樣對于重建峽谷不同位置的水動力條件具有重要意義。”吳斌說。據他介紹，在搭乘深潛器下潛到海底峽谷的考察中，他們觀察到波長數百米的旋回坎沉積構造、多種生物遺跡化石，獲取了大量高精度地形地貌資料及影像資料等，采集了多個長約30厘米的沉積物短柱樣品，他們取得的短柱樣品中還蘊含著豐富的古海洋信息，可以用來重建古環(huán)境變化。
