大洋钻探系列之一引子

news2024/11/30 4:40:13

大洋科学钻探计划自1968年启动开始，迄今已有50余年，先后经历了４个阶段。深海钻探计划(Deep Sea Drilling Program，DSDP，1968-1983年）、国际大洋钻探计划（Ocean Drilling Program，ODP，1985-2003年）、综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program，IODP，2003-2013年）和正在进行的国际大洋发现计划（International Ocean Discovery Plan，IODP，2013-2023年）是地球科学领域迄今历史最长、规模最大、影响最深、成效最大的国际科学合作研究计划，也是引领当代国际深海探索的科技平台。目前，共有23个国家参与IODP，包括美国、日本、中国、欧洲15国、韩国、印度、巴西及澳大利亚和新西兰等。

编辑

我国于1998年加入ODP，年付会费50万美元，成为ODP的首个参与成员。2004年4月26日，中国以“参与成员国”身份正式加入综合大洋钻探计划（IODP），年付会费100万美元。2013年10月，我国加入国际大洋发现计划（IODP），晋升为全额会员，年付会费300万美元。

截至2021年11月，大洋科学钻探已经在世界各大洋执行了303个航次，完成了1732个站位的钻井4043口，采集了超过45.3万ｍ的岩心和大量的观测数据，见下图和下表。

点击查看原图

中国在1998年加入国际大洋钻探计划，二十多年来实现了南海4个航次，钻探了17个站位，为认识南海深部做出了不可估量的贡献，使南海成为深海研究的国际前沿。

航次首席科学家

点击查看原图

航次站位及分布

点击查看原图

ODP184是由中国科学家为主提议和主持实施的航次，两个月从南沙到东沙，在6个深水站位取上岩芯 5500m，取得了3200多万年来的深海沉积纪录，建立起西太平洋区最佳深海地层剖面，并首次探讨了两千多万年以来气候周期性的演变；发现大洋碳循环的长周期，揭示了气候周期演变中热带驱动的作用，提出低纬和高纬、水循环和碳循环相互结合、短周期和长周期相互叠加控制气候演变的新认识(Wang等, 2000；汪品先等,2003)，尤其是东亚古季风研究，从地球化学、矿物、微体古生物和孢粉分析等不同角度，涌现出一批季风和暖池演变的高分辨率深海记录(如 Jia等，2003；Li等，2004；Sun等，2003；Jian等，2006；Wan 等，2006，2007；Tian等，2004,2006；Wei等，2006)。

IODP349航次于2014年1月29日从香港起航，3月30日在基隆靠港，顺利完成航次各项科学目标。航次从申请到执行历时6年。中国科学家于2008年10月提交了IODP735号建议书，经过多轮严格评审，该建议书于2012年12月在日本京都通过国际同行评审并顺利安排航次。IDOP航次的目的是在水深4000m上下的深海盆取上原位的洋壳确定南海形成的年龄。东西次海盆扩张结束时间相似（15~16Ma），东次海盆形成于34Ma，西次海盆形成于23Ma。

点击查看原图

在2017年南海连续4个月执行了两个大洋钻探航次：IODP 367和368。其中最难打的是U1503井：在水深将近3900m的深海底钻进1700m，取回百余米玄武岩。这口井从2014年以来的两个航次都曾经打过，都因为技术事故半途而废。2018年又组织了IODP 368X三个星期的航次，终于成功，成为南海大洋钻探最深的井，钻具总长逾 5600m，在大洋钻探半世纪的历史上排第五位(Child ress等，2019)。

IODP 367/368航次的主题就是“钻探南海裂谷边缘,检验大陆破裂时岩石圈变薄的假说”(Sun等,2016)。大陆张裂变海盆分为火山型和非火山型，非火山型是指不靠岩浆活动就能使大陆破裂，其关键的机制在在于大陆岩石圈拉薄和地幔橄榄岩的蛇纹岩化(Huis mans和Beaumont，2011)。这种被动边缘的模型广泛用于世界各地，然而经过大洋钻探证实的其实只有大西洋一例，因此南海被选作验证的对象。大洋钻探的结果并不支持岩石圈变薄的假说，南海北部洋陆过渡带的基底并没有发现蛇纹岩化的地幔，钻到的是洋中脊型的玄武岩(图7;Sun等,2018; Larsen等,2018)。

点击查看原图

2017年中国倡议制定2023—2033年的大洋钻探国际计划，主办国际学术研讨会，受到许多国家支持，但是由美国主持匆忙制定的“2050年科学框架”，冲掉了国际学术讨论。

2019年 2~8月，IODP各主要成员美国、日本、欧洲大洋钻探联盟（European Consortium for Ocean Research Drilling， ECORD）、中国、澳大利亚—新西兰联盟相继组织了 5次学术研讨会，参加总人数达650余人，各国科学
家研讨新一阶段大洋钻探科学计划。在此基础上，成立了美国、日本、ECORD、中国、澳大利亚—新西兰联盟等各成员国科学家组成的国际团队，组织编写面向2050大洋钻探科学框架。2020年10月底，经过国际编写组和工作组1年多的努力，面向2050 年大洋钻探科学框架《大洋钻探——探索地球》正式向科学界发布。《科学框架》展示了国际科学界对未来科学大洋钻探的雄心，规划了21世纪中叶大洋钻探的美好前景，引领未来深海科技发展方向。

点击查看原图