地中海，分割非洲和欧亚大陆的海域，只有直布罗陀海峡这一处天然水道与大西洋相连。直布罗陀海峡最窄处为32公里，平均水深只有375米。与平均深度都在千米以上的地中海和大西洋相比，直布罗陀海峡就像是地下密室连通外界的唯一小小的天窗，天窗一旦封闭，密室中的环境将发生极大的变化。
难道地中海真的曾经与大西洋隔绝？地中海被隔绝后又会变成什么样子呢？
古生物学家很早就发现，在600万年前有一次生物大巨变席卷整个地中海。地质学家奠基人之一的莱伊尔爵士早就注意到了在意大利砂岩和泥灰岩中记录下来的这一戏剧性的巨变，并且在1883年，他将这次重大事件的结束定为地质史上中新世和上新世之间的界线。地中海的海洋古动物群原先是大西洋古动物和印度洋古动物混种的后裔。后来，它们突然大规模的向直布罗陀以西的大西洋逃亡，而留下来的动物很快就灭绝殆尽，只有少数能够忍受高盐度环境的属种得以幸存。中新世就在这一片混乱的大迁徙中宣告结束。上新世一开始，这些“移民”又纷纷重返故园，并从大西洋带来了新的属种。它们就是地中海现代海洋动物的祖先。法国和意大利的古生物学家们曾以“地中海盐度危机”解释这场生态巨变。
早在19世纪，人们就在法国南部的瓦朗斯平原下面发现了一条通向地中海的隐伏的深沟。这条沟长达200公里，深深的切入坚硬的花岗岩地层，沟底最大深度竟然达到1000米，远在海平面以下。沟底覆盖着罗纳河的砂砾，砂砾之上是上新世海洋沉积物。这条深深切入坚硬花岗岩的巨大深沟是如何形成的？ 1950年，法国地质学家丹吉奥就提出假说：地中海海平面的下降可能导致罗纳河的中新世末期发生了深切割作用。
对于如此惊人的发现，科学家们虽然提出了一些猜测，但对其形成的原因无法给出有力的解释。以至于科幻作家们将些谜团统称为“地中海的奥秘”，并且在小说中写到地中海“在大西洋海水涌入之前是一个深陷的巨坑”。
时间来的20世纪60年代，美国科学家提出在海底进行钻探，以了解海洋底部地壳构造的建议。美国国家科学基金会出资，“深海钻探计划”由此展开，1968年7月开始了第一个航次。这一计划很快就取得了重大成就，在当年的第三航次中，科学家们在南大西洋钻探的结果证实了海底扩张假说，陆地和洋底固定不动的传统观念被打破了，一场地学革命由此爆发。
1970年，由华裔著名地质学家 许靖华 带队，“深海钻探计划”第十三航次在地中海进行。正是这次历时三个月的航行为解开“地中海的奥秘”找到了钥匙。
1970年8月28日，钻探船“格洛玛 挑战者号”在地中海巴利阿里群岛以南一处水深3000米的地方钻探，取出的岩心令船上的科学家震惊不已。这段沉积岩岩心由“硬石膏”和“叠层石”组成。
“硬石膏”是一种硫酸钙盐类，只有在地下的咸水非常接近地表，并且被加热到摄氏30度以上的地方，才能找到这类矿物。硬石膏不可能在深海中沉淀下来，即使是死海那样的大盐湖，也会因为湖水太深而不可能被加温到可以沉淀硬石膏的程度。
“叠层石”的形成更为独特，在海岸线的潮差带上有一种蓝绿藻类密集生长形成的藻席，每当强烈的暴风雨过后，藻席就被一层薄薄的沉积物所覆盖，但蓝绿藻却依旧顽强的生长，在沉积物之上又生成一层新的藻席。这种过程无数次交替进行的结果，就形成了层纹状的岩石。由于藻类的生长需要光合作用，所有叠层石构造的存在，可以被看作水深不超过10米的浅水地带发生沉积作用的证据。
根据古生物学家分析，这段岩心是在大约600万年到500万年前的中新世末期形成的，那时地中海盆地的深度已经与今天相当了。
许靖华先生将这段在124号站位取得的岩心称为“大西国石柱”，他意识到这些沉积物是在干化的地中海的潮差带上形成的。
在最初的震惊和兴奋之后，许靖华先生进行了大胆的推测：难道地中海真的一度与大西洋隔绝，在这海平面以下3000米的地方，海水曾经完全消失，取而代之的是一片荒漠吗？
很快，新的线索就出现了。
9月23日，“格洛玛 挑战者号”在科西嘉岛东南的第132号站位提取的岩心披露了洪水泛滥的历史。在这段岩心中，找到了在地中海重新积水过程中沉积下来的深色泥灰岩，和埋藏在黑色淤泥中的中新世末期的小型有孔虫化石。科学家们亲手触摸到了清楚记录着直布罗陀大提决口那一瞬间的地层界面。就在那一瞬间，大西洋的海水涌入了地中海，上新世开始了！在这个新时代最初一千年间，地中海的生物完全属于漂浮族群和游泳族群。后来，行动迟缓的底栖生物也爬过了直布罗陀海峡，加入阵营。因此，在中新世和上新世界面以上几公分处的沉积物中，可以找到底栖介形虫和底栖有孔虫的化石。
随后，在撒丁岛以西160公里处的第133号站位提取的岩心让人们仿佛亲眼看到地中海曾经是个多彩的沙漠。这段岩心中红红绿绿的沙漠沉积物就是地中海曾经干化的有力证据。地中海在中新世末期发生了干化，在现代大陆坡的底部形成一片色彩绚丽的沙漠，它一望无际，一直延伸到现在的巴利阿里深海平原。与直布罗陀以西的大西洋相比，东侧的这片沙漠位于海平面以下2000多米。于是，环地中海的河流已不可能再流入具有正常海平面的内陆性地中海了，而是沿着一条条陡急的途径径自流向新出现的大陆棚和大陆坡。此时，先前的海岸平原已全然干枯化，并高踞于巴利阿里海周围的高原边缘上。不断侵蚀基底的河流在高原的边缘上蚀刻出深深的缺口，并在流向干涸的深海平原途中，切割出巨大的峡谷。砾石滞留在这些峡谷里，而在陡崖边的冲击扇上堆积起多种色彩的粉砂。这一假说可以完美的揭示困扰人们多年的法国罗纳河下切之谜。
就在这次航行的最后一个站位，钻到了“牛眼”。“牛眼”是与海洋完全隔绝的咸水盆地逐渐干涸的过程中，各种盐类依次沉淀，形成的同心圆状的特殊地质结构。
1970年8到10月的“深海钻探计划”第十三航次，注定会载入地学史册。许靖华先生和他的同事们根据这次航行钻探岩心的分析，提出了全新的假说——“干涸深盆地理论”，通俗的说：
在600万年前的中新世末期，直布罗陀曾是一道地峡，阻碍了大西洋和地中海之间海水的流通。地中海地区骄阳似火，海水不断蒸发，导致这片海域的干缩。随着海水盐度的增大，几乎所有的海洋生物都死绝殆尽，只有一些耐盐性极强的蛤类和蜗牛才得幸存。这个内陆海渐渐变成了一个巨大的盐湖，就像是扩大了一百倍的死海一般。当咸水密度增大到一定程度时，石膏开始沉淀下来，但蒸发作用仍在继续。最后，地中海的海底终于暴露在光天化日之下。这时，曾经的海底火山自然也就成为陆地火山，堆积于火山坡上的大洋软泥和石膏则发生了石化。而流经这片地域的河流便沉积了我们所见到的砾石层。
后来，在500万年前的上新世初期，直布罗陀这道长堤决口了，大西洋的海水冲过缺口，形成了巨大的瀑布。这个直布罗陀大瀑布的水流量每年大约为40亿亿立方米，比维多利亚瀑布壮观百倍，比尼亚加拉瀑布雄浑千倍。但即使是这样大的瀑布，也需要一百多年才能把干涸的地中海重新注满海水，曾经是一片盐漠的地方，又出现了一个蔚蓝的深海。
地中海海域曾经是一条连通印度洋和大西洋的宽阔海路。大约在1500万年前，随着非洲与欧亚大陆的碰撞，在中东发生了造山运动，古地中海与印度洋的海路联系被切断了，从那时开始，地中海只能通过狭窄的海峡与大西洋连通。在漫长的地质年代中，地中海与大西洋隔断的事件反复发生，从“大西国石柱”的岩心中可以辨识出地中海干化作用的几个轮回。在每一个轮回里，最老的沉积物不是堆积在深海里就是堆积在巨大的半咸水湖中。堆积在平静的深水底部的细粒沉积物有着极为平整的纹理。随着盆地干涸，水深减小，纹层因波浪扰动作用的增强而变得不太规则。当堆积场所变成潮差带时，就形成了叠层石。
最后，干化使先前的潮差带完全露出水面，地下咸水也因接近地表而受热，于是沉淀出了硬石膏。突然，海水溢过了直布罗陀地峡，或者也可能是从东欧的湖泊中奔涌来了异常大量的半咸水，使得干涸的盆地重新变成一片泽国，铁网硬石膏被掩埋在洪水带来的细粒淤泥下面。在1000万年间，这种轮回至少出现了八到十次。
每一次海水溢过地峡，动物也会随之蜂拥而来；而当地中海与大西洋隔绝后，海水蒸发导致盐度增加，它们就死亡殆尽。因此，每一次洪水泛滥后都会建立起一代新的动物王朝。
历史将会重演。目前，直布罗陀海峡正在变浅，逐渐成为一道海槛。估计再过二三百万年，它又会变成阻隔在大西洋和地中海的一条地峡，直布罗陀大瀑布又将重现光彩。
为了纪念这次非凡的航行，许靖华撰写了《古海荒漠——科学史上大发现》一书。在书中，他这样写道：“坐下来回顾往事，我们发现打从里斯本出航，领水船用完燃油的时候开始，一路上麻烦和挫折是一波刚平一波又起，可以说几乎从未有过完全顺心的时候。先是科学小组成员杜米特里卡的失踪和险些返回直布罗陀的波折，然后是卡钻事故——在砾石、砂、火山灰、石膏和红色粉砂地层中全部都卡过钻，无一幸免。在好不容易不卡钻的时候，又钻到了黏乎乎的页岩层和“大西国石柱”。而我们选用的钻头老是不合适，有时“碰巧”用对了钻头，却往往又在将要钻到基底之前就把钻头给磨损报废了……，整个航行好像是漫长的恶梦！
然而，我们也未尝没有好梦连连的时候——我们获得了不少激动人心的新发现，尝到了许多意外的欢乐。例如：恰好在弃孔之前取到了蛇绿岩岩心，第一次淘洗出奇怪的砾石和亮晶晶的石膏，第一次找到了“大洪水的哑证人”，发现了只能生存于半咸水湖环境中的软体生物、黑乌乌的尼罗河软泥，以及雷恩手里捧着的那块盐岩心。我们总算是不负此行了，美国国家科学基金会的经费可没有白花呢！”
地中海曾经是一片处于海平面一下3000米的沙漠，这是许靖华和他的同事们根据岩心的分析资料推论出来的，可谓证据确凿。但这个故事委实过于离奇了，“干涸深盆地理论”这一全新假说一经公布，立即引发了学界的强烈反响，也一度成为社会上热门话题。
1970年10月6日，“格洛玛 挑战者号”回到了里斯本。科学小组就好像从战场凯旋的英雄一样受到了热烈欢迎。几天后，在巴黎举行了一场记者招待会，在海平面以下3000米的地方发现了古地中海沙漠证据的故事立即成为了全世界的头条新闻。可是，此时别说是学术理论，就连初步航行报告都还没有编写。新闻报道删去了全部技术细节，严重扭曲了关于地中海干化的假说，引起人们极大的反感，使得一些人士不愿意接受这个理论。
新假说引起了科学界各式各样的反应，赞成的意见不少，但也有许多评论持怀疑态度，或抱有明显的敌意。许多工作于远离地中海地区的同行，对此态度冷淡，一笑置之。一些多年来研究这个问题的同事，则抱着根深蒂固的成见，一旦新的发现与他们最引以为傲的高见有悖，他们就置事实于不顾，刻意避而不谈。还有一些则似乎学识见地和思路过于狭窄，以致无法领悟一些新发现的意义所在。
150年前，一个来自日内瓦的年轻工程师提出了一个大胆的见解，说中欧在更新世时覆盖着一层厚厚的冰层，不然的话，就无法解释瑞士高原上的漂砾。当时人们对此嗤之以鼻。但是，时过境迁，当年反对这个见解的衮衮诸公早已化为尘土，而“冰期说”却成了每一个欧洲小学生都得知道的常识。
许靖华和共同提出全新假说的科学家都坚信“干涸深盆地理论”揭示了地中海的地质历史，并且证据确凿。在他们看来，每一次与怀疑者、批评者的答辩都是在这副拼图游戏中又翻开了一些新的拼板而已。孰是孰非，自有后世评说。
现在，距离许靖华先生提出“干涸深盆地理论”已经过去了半个世纪。随着时间的推移，新的证据陆续出现。如今，把地中海想象成一个又干又热的炼狱，已经不再像当初那样令人难以接受了，这个理论的核心观点已经成为学界的共识。在世界多处陆地和海底发现的巨大盐层，很可能就是海洋曾经发生过干化的证据。另外，这一理论已经扩展到其他领域，用来解释气候变换、生物演化、动物迁徙等现象
