面朝大海,春暖花开

作者:xiaokcehui2023-11-2 5:30分类: sampler 标签: 大洋钻探

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。

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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。

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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

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航次站位及分布


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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。

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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)。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)。

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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。

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上图《科学框架》包含七大战略目标、五大旗舰计划和四大赋能要素,非常地高大上。如果再看看这张图,我们是否从中看到了一丝画大饼的味道。

深海科学不应当只是“富国俱乐部”,中国应当出手,制定既有新意又有可操作性的10年科学计划(2024—2033年),团结发展中国家也来加入深海科研,建立“一带一路”大洋钻探联盟,在重点海域确立中国的科学领导地位,形成以我为主的国际科学群。




参考文献

“海牛”号将在南海3000米水底下钻60米_本刊编辑部

“海牛Ⅱ号”探海

《大洋钻探—探索地球》——...050大洋钻探科学框架发布

大洋科学钻探特点与发展趋势...发现计划科学框架的对比分析_徐晶晶

大洋钻探计划

大洋钻探计划运行的国际经验及对我国的启示_拓守廷

大洋钻探引航地球科学_邢鸿飞

发展深海科技的前景与陷阱_汪品先

国际大洋钻探2050科学框...其对未来大洋钻探发展的启示_拓守廷

面向2024年后的中国引领...钻探计划管理与运行机制思考_王文涛

南海第二次大洋钻探——IODP_349航次

探索南海深部的回顾与展望_汪品先

我国首艘面向深海万米的大洋钻探船亮相

中国大洋发现计划

中国主导的IODP航次取心所遇问题分析及探讨_王诗竣

http://iodp-china.org/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/94753213

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