1999年4月13日，“决心号”大洋钻探船在完成首个南海航次后，停靠九龙尖沙咀，在刚刚回归祖国的香港举行了隆重的靠港仪式，到现在正好20周年。这是中国海洋地质科学具有标志性意义的大事，60天的大洋钻探ODP(Ocean Drilling Program)184航次，是我国岸外海域首次的深海钻探，当第一口井3月3日在南沙开钻时，美国船长还下令升起了中国国旗。为了出席4月13—14日的结航仪式，我国地学界的精英汇聚香港，参观钻探船、听取新成果。其实我国大洋钻探的纪念活动，已经进行了好几个月。国际大洋钻探从1968年开始，中国又在1998年加入，因此2018年是大洋钻探国际50年、中国20年的双重喜庆。2018年11月8日，中国大洋钻探20年学术研讨会在北京隆重举行，事后“科学通报”刊载了会议专栏^[1-3]; 12月4日，又在上海举行了大洋钻探50年报告会暨专著《大洋钻探50年》一书^[4]的首发仪式, 月底“文汇报”还为此发出了专版。这是一场全球性的纪念活动，美国、欧洲都为此举办了学术讨论会，美国“海洋学(Oceanography)”学报出版专刊，回顾大洋钻探50年的科学进展。

然而，中国参加大洋钻探走过的20年，道路并不平坦。“大洋钻探”或者“深海钻探”的名词，是在“文革”之后与“板块学说”一道，通过傅承义、尹赞勋、李春昱等老前辈的翻译，和许靖华等海外华人科学家的讲述，方才传进中国的。对于长期处在封闭条件下的我国科学家来说，当时这类高技术、新学说，就如“天方夜谭”那样的遥远，没有人敢和中国联系起来。然而随着研究的推进，中国参与这新一代科学研究的愿望逐步增强，等到1985年新一轮国际大洋钻探计划(ODP)开始时，我国成立了以刘东生、罗钰如为首的大洋钻探科学委员会，努力促进我国加入该项国际计划。但是参加国际大洋钻探计划是要缴费的，当时至少要每3年缴50万美金，才能成为大洋钻探的“参与成员国”。可是20世纪80年代的中国外汇奇缺，50万美金在当时无异于天文数字，科学家的愿望并没有实现的可能。

机会出现在十多年之后。在改革开放取得进展的背景下，我国参与国际科学活动的能力加强。1995年，院士和专家群落再度向国务院领导建议参加国际大洋钻探，在中国科学院地学部主任涂光炽、徐冠华和基金委副主任孙枢的努力奔波下，终于获得批准。1998年中国以第一个参与成员国的身份参加国际大洋钻探计划，获得了每个航次都能派人上船的机会。但是，派出个别科学家上船参加航次，对于全国海洋界的影响相当有限；只有在中国岸外实施大洋钻探，才能产生影响学科发展的效果。所以在获准参加大洋钻探之前，我国学术界已经开始递交航次建议书。幸运的是我国科学家提出的钻探建议书“东亚季风演变在南海的记录”，在1997年8月大洋钻探学术委员会的全球评比中以第一名胜出，获得尽快实施的机会，这就是上面所说的ODP184航次。这样，中国海的第一个大洋钻探航次，是由中国科学家为主提议，由中国科学家担任首席科学家主持实施，航次的成功极大地鼓舞了我国科学界对于大洋钻探的热情。

2013年，当国际大洋钻探又一次进入其新阶段，开始为期10年的“国际大洋发现计划(IODP，International Ocean Discovery Program)”时，中国已经作为全额成员参加，年缴美金300万。与此同时，主持航次计划执行的美国，却由于经费上的困难而推出了一项新政策：凡是提议国能够支付补充经费支持航次的，科学审查通过的建议书可以优先安排，这就是所谓的“互补性项目建议” (CPP，complementary project proposal)。我国抓住了这种机遇，在最近4年时间里实现了IODP 349、367、368三个航次，其中2014年的349航次主攻深海盆的玄武岩基底，2017年的367/368航次主攻南海北缘大洋和大陆地壳过渡带，探索裂谷作用及其向海底扩张的转变，因此主要都是在三、四千米水深下钻探基底的深钻，技术难度很高。其中水深和进尺最大的一口井，两个航次的钻探均因技术事故而失败。于是在2018年，“决心号”钻探船再度进入南海执行IODP 368X航次，终于完成了这口水深3867.7m、进尺1597.8m的IODP U1503号深井，取得了可能是南海海底扩张最初的玄武岩，成为大洋钻探历史上最深的钻井之一(表 1，图 1)。

图  1  南海大洋钻探的站位分布图

Figure 1.  Ocean drilling sites in the South China Sea

1999年春的南海大洋钻探，标志着中国在20世纪落幕之前，进入了深海地质的大门；最近5年南海连续的大洋钻探，又使南海成为大洋钻探投入工作量最大的边缘海，其结果改变了我国海洋地质的发展轨迹。以大洋壳为基底的深海盆，与以大陆壳为基底的陆地和陆架，在地质科学里属于不同的两大部分。尤其是边缘海的大洋壳基底，由于有厚层沉积覆盖很难钻探。南海深海基底的现在的钻探程度，在世界边缘海的行列中已经进入最前列。尤其是这些钻探航次，都是由我国科学家为主提出建议，由我国科学家担任首席科学家主持下完成的，从而大为提高了我国在南海深海研究中的国际地位。

二次世界大战之后迅速发展的深海探索技术，为深海的海洋地质创造了条件，1968年大洋钻探的起步可以看作是开始的标志。我国地学界的前辈，早在1959年就提出了“上天，入地，下海”的号召，为地球科学开拓空间指出了方向，其中大洋钻探是下到深海再入地，虽然在中国还要等40年后方才实现，却是对这句口号最好的响应。20年的大洋钻探，成功地促进了我国海洋地质科学人才的培养和科学的发展。

大洋钻探的航次好比海上学校，科学家们朝夕相处、同舟共济，一起处理岩芯样品、切磋科学问题，这种交流的紧密程度在陆地上很少见。1999年以来，我国至少有34个单位的130位科学家上船，其中有大量的学术骨干，包括13位杰出青年和8位优秀青年基金获得者，有的还参加了不止一个航次。此外，参加大洋钻探各种学术评审组织的活动，也为我国科学家熟悉国际学术运作规范提供了条件，到去年为止至少有128人次。至于以大洋钻探为题写作的研究生论文，我国早在1990年已经开始^[9]，产生了很好的国际影响；在我国参加大洋钻探之后其数量急剧增加, 到去年为止已经有124位以上。与此相应，我国大洋钻探的研究项目也大幅度增加，据不完全统计，中国科学家共发表478篇ODP/IODP论文成果，其中285篇用英文发表。

应该承认这个数目并不大。我国ODP/IODP论文的国际成果至今为数不多，并没有跟上投入的增加幅度。2013年开始的新十年国际大洋钻探计划里，我国的参与程度大为提高。2013—2017年间，我国为国际大洋钻探提供每年的成员费和“互补性项目(CPP)”费累计达三千多万美元，同期我国有84位科学家上船参加航次工作，高达“决心号”上船科学家总数的15%，其规模仅次于美国，但是我们的国际论文数目远在欧美之下。落后的主要原因在于我们还是新手，无论研究队伍的人数、或者研究的积累和经验均嫌不足。但从另一方面看，我国在南海深海研究的科学突破，正处在集成、总结阶段，很大部分成果尚未进入国际视野。

其实近年来以南海为核心的深海研究，为我国的海洋地质注入了新鲜血液。经过5年来的大洋钻探，在国家基金委的重大研究计划“南海深部过程演变”(2011—2018)框架下，我国海洋地质界取得了有相当国际影响的成果，中央海盆碳酸盐质岩浆的发现^[10]，便是一例。大洋钻探的一系列意外发现，都启发我们重新考虑南海的演化史。与其他基础研究的学科不同，地球科学带有与生俱来的区域性。两百年前在欧洲产生的地质学，和半世纪前从欧美起步的深海地质研究，都带有严重的欧洲和北大西洋的印记，由这里产生的地质演化模型尽管还缺乏充分证明，却已经被世界各地奉为典范而广泛引用。一个鲜明的实例就是南海的演化产生，多年来被认为属于“非火山型被动边缘盆地”，沿用大西洋的模式来解释南海的深海地震剖面。但是2017年的两次大洋钻探否定了原先的假说，深海岩芯证明南海不是个“小大西洋”，因此关于南海成因的原有假设也都要重新考虑。现今的世界大洋，地质构造最不清楚的就是西太平洋。这里是两亿年来的板块俯冲带，长期带入地幔的水分使得岩石圈格外薄弱，结果产生了全球3/4的边缘海盆地，南海就是其中之一。前人为南海提出过多种成因假说，主张印度碰撞将印支半岛挤出的“逃逸说”，认为南海张开的原因在西边(图 2A)^[11]; 主张古南海板块向婆罗洲俯冲，从而将南海拉开的“俯冲说”认为原因在南边(图 2B)^[12]。然而IODP 349航次已经证明南海的海底扩张由东向西推进^[6], 而当初形成的南海东部洋壳已经俯冲在菲律宾之下，现在看来南海张开的原因在于东边，是大洋板块的斜向俯冲使得南海沿着走滑断层张裂(图 2C；黄奇瑜提供)。据目前研究，沿着俯冲带形成的西太平洋边缘海组成了一个系统，相互间有着错综复杂的成因联系，而南海很可能会成为一个突破口，从中将会揭示出不同于大西洋模式的海盆演化新机制。

图  2  南海的成因假说

Figure 2.  Hypothetical models for the SCS formation

同样的道理，南海的大洋钻探建立了西太平洋晚新生代最好的深海沉积剖面，但是20年来的分析研究，却发现“公认”的古气候模型不见得都能适用。古气候研究最为成熟的是轨道尺度上变化，通常认为近两、三百万年来气候变化的源头都在北半球的高纬区，北极冰盖的消长通过北大西洋深层水和“大洋传送带”驱动着全球的气候演变。但是，南海大洋钻探记录的新发现，无论是氧同位素岁差周期的特色^[13]和碳同位素的长周期^[14]都不能用传统认识来解释。南海的启发向我们指出，低纬过程在气候变化中起着重要的驱动作用。当今地球表层系统的海气对流，存在着两大不稳定区：北大西洋形成的深层水造成向下的不稳定，西太平洋暖池区水汽的强对流造成向上的不稳定。由于太阳辐射量主要集中在低纬而不是高纬区，因此暖池区是气候变化的“引擎”，北大西洋是全球气候变化的“开关”(图 3)，两者都不可偏废。气候过程的关键在水的三相转换, 但是长期以来古气候研究集中在高纬区固态冰和液态水的转化上，忽视了低纬区水汽和水之间气态和液态的转化，其实低纬气态/液态的能量转换，是高纬固态/液态转换的7倍。所以我们在古气候/古海洋学的研究上，同样不能照抄现成模式，同样面临着要从本地区特色出发，重新判断通用的“普遍规律”的问题。

图  3  气候演变驱动力示意图

Figure 3.  A schematic diagram showing forcing areas of climate evolution

当前的中国，正在成为国际海洋地质界的新生力量，学术上摆在面前有两种前景：一种是依然紧跟国际学术界现有观点之后，力求保持发表论文数量的继续增加；另一种是注意到地球科学区域性的特色，力争在紧跟的同时，探索新观点和新方向。然而提出新观点、新方向并不容易，上面举出的两个实例都要求方法上有所创新：研究西太平洋的岩石圈演变，要求探索俯冲隐没的板片，追索地幔深处的过程；研究低纬区的水文循环，要求揭示液态水和气态水的相互转换，开辟古气候研究的新途径。这就是中国地球科学从“发展中国家”原料输出型，向“发达国家”深加工型的转变。能否实现科学的转型，将会决定中国地球科学未来的发展，也是当代我国地球科学界的历史任务。

当海内外共同庆祝大洋钻探50周年的时候，一个自然会产生的问题是：这项“知命之年”的国际合作，还能延续多久？确实，如此“高寿”的国际项目相当罕见。然而随着时间的推移，人类对于大洋钻探的科学需求有增无减，因为社会发展肯定要加强向地球深处的探索，而这种探索又必然要求国际合作。最近各国在50年庆祝之余，立即转为讨论“2023年后大洋钻探科学目标”，原因正在于此。大洋钻探的具体组织形式和国际中心都可以移动，但是深入大洋深处探索地球内部的既定目标始终不变。作为一项大型的国际合作计划，大洋钻探对于国际经济平衡和政治形势十分敏感。20世纪90年代日本凭着经济实力, 出来挑战美国在大洋钻探里的国际领导权，20世纪初期日本建造的第二代大洋钻探船“地球号”投入使用，连国际大洋钻探的总部也移到了东京，但是这番“迁都”之举延续不久，2013年后又迁回华盛顿，实际上又回到美国一家引领的局面。

当前随着我国经济的腾飞和建设海洋强国战略的推行，推进国际大洋钻探的历史责任正在向我国转移。2013年开始的新十年大洋钻探，就是从我国支持下的南海349航次开始，2014年1月在我国香港隆重举行了国际首航仪式，象征着中国在新十年IODP中地位的上升。就拿2017年来说，6月在上海举行IODP 367/368航次结航仪式和“南海大洋钻探”国际论坛，9月又在上海举办国际大洋钻探“全球季风”研讨会，11个航次的首席科学家聚首一堂，探讨季风作为低纬过程在气候变化中的作用；紧接着在上海举行的“国际大洋钻探论坛”上，中国代表提出了加强投入，和美、日、欧共同挑起大洋钻探核心的担子的建议，同时还提议主办“2023年后大洋钻探科学计划”的国际讨论会，得到国际学术界的支持。

中国决定进入大洋钻探核心圈，这并不是新闻。早在2014年我国大洋钻探专家委员会就拟订了“三步走”的战略目标：第一步，在南海再继续实现2—3次钻探航次，这在2017年已经顺利实现；第二步，仿效欧洲，争取成为大洋钻探又一个“平台提供者”；第三步，建造中国自己的大洋钻探船，成为国际大洋钻探船的第三代。当前正在走的就是第二步，争取成为美、日、欧之外的第四个大洋钻探“平台提供者”。具体说，我们一方面准备在南海南部的巽他陆架，由我国出船执行大洋钻探航次；另一方面由我国发起主办国际大会，为2023年后大洋钻探科学计划的制定进行科学准备。随着第二步的成功，中国将和美、日、欧三家并列，成为国际大洋钻探计划的四大支柱，同时也为实现第三步、建立新一代的国际大洋钻探船做好准备。

所有这些举措的实施，都要求我国的海洋界进一步提高学术水准和运作能力，争取在深海科学和技术上实现跨越式发展。当前海洋界对于大洋钻探存在着一种误会，以为只要投入经费、增添硬件，就可以获得国际大洋钻探的引领地位，甚至以为我国已经“国际领先”，毋需国际合作照样可以进行大洋钻探。这种观点，反映了我国深海研究起步不久，对于大洋钻探科学上面临的挑战和技术上遇到的难度都缺乏估计。

大洋钻探50年的成功，依靠的是科学和技术的先进性；而先进性的保证来自国际的竞争体系。每十年的科学计划，都是许多次国际会议反复讨论，最后形成的版本；每一次的钻探航次，都是在数十、上百份科学家建议书里筛选，最后择优执行。一个国家可以快速增加经费投入，却难以突然提升本国科学界的学术水平，其中的一种反映就是在全球大洋钻探建议书里所占的比例。据2017年的统计，全球正在审议中的大洋钻探航次建议书，总共有1088位建议人，其中欧美有774人，占80%，而中国只有11人，只占总数的1%(图 4)。航次来自建议书，科学家通过建议书提出有待钻探验证的新思想；而一个缺乏新思想的国家，又如何能在国际科学合作中起核心作用？我国大洋钻探建议书少的原因是多方面的，评价系统、熟悉程度都是原因，但是根本的原因还是在于科学层面。

图  4  世界各国大洋钻探航次建议人的分布(据2017年统计)

Figure 4.  Geographic distribution of active proponents of ocean drilling proposals, as of 2017

我国提议在2020年主办“2023年后大洋钻探科学计划”的国际讨论会，就是提高我国科学界在该领域科学水平的一种“倒逼”措施。大洋钻探一般每十年更新一次，制定新的科学计划，为此都会举行一次盛大的科学大会，为大约4年后的新十年科学计划展开全球研讨。比如1997年在日本东京、1999年在加拿大温哥华举行的两次大会，讨论了2003—2013年大洋钻探的科学计划，于2001年出版^[15]; 2009年在德国不来梅举行的大会，有21个国家近600人参加，讨论2013—2023的科学计划，于2011年出版^[16]。在举办大会的同时，主办国也理所当然地加强了自身在大洋钻探中的发言权。我国如果在2020年主办国际大会，目的是制定2023年或2024年开始的新十年科学计划，将为我国海洋界提供大显身手的平台。为此，我国必须有充分的科学准备，能够为大洋钻探的新研究领域提供白皮书，能够在新计划制定中提出自己的观点，而不单是为会议提供场地和后勤服务。

改革开放40年来，我国科学界对于撰写国际论文已经不再陌生，但是对于国际层面的科学战略研究还缺乏经验，因为一般都是欧美学者定了基调、我们学习紧跟而已。明年的研讨会将是中国海洋科学界的一次考试，看我们能不能交出合格的答卷。关键在于一方面要“吃透”国际行情，深入了解大洋钻探的进一步发展的难点和突破口，另一方面要发挥地球科学地域性的特色，提出自己的新认识。在这里，我国的科学界不妨摆脱习惯的成见，放眼科技的未来，大胆提出自己的新思路。经过50年的发展，大洋钻探初期那种可以“一钻定天下”的站位已经越来越少，单靠钻探一种手段就能解决科学问题的时代也正在消逝，而与深网观测、深潜探索相结合的“三深”技术，正在成为未来大洋钻探的新形式。欧洲几年前提出的新方向“深海与海底科学前沿”(Deep Sea and Sub-Surface Frontiers, 简称DS³F)^[17]，就非常值得我们研究。从科学层面讲，抓住南海等海域的特色，完全可以产生新观点、新假说，上述西太平洋边缘海系统的构造演化，和低纬过程在气候演变中的作用，都是有可能提出新观点的领域。再从管理层面讲，大洋钻探原来只是发达国家的“富人俱乐部”，但是许多科学问题的关键海域却在发展中国家的专属经济区内。如何改变大洋钻探国际合作的组织形式，使更多发展中国家也能进入深海研究的领域，也是中国进入大洋钻探核心圈以后必将面临的问题。

总之，中国的深海科学处在时所未见的黄金时代，出现了前人所不敢想像的历史机遇，大洋钻探就是其中的一个国际舞台。“江山代有才人出”，我们殷切期望着新一代的学子，会有人走上扎实的学术道路，在国际舞台上一显身手。