综合大洋钻探计划

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综合大洋钻探计划
(Integrated Ocean Drilling Program)
创建时间 2003年 (2003)
研究领域 地质学
网页 www.iodp.org

综合大洋钻探计划Integrated Ocean Drilling ProgramIODP)是一项致力于推进对地球的科学了解,进行海底环境监测和采样的国际地球科学合作计划。科学家通过多种平台,打穿大洋壳,探索深部生物圈,环境变化,地球动力学,地震机理,天然气水合物,极端气候变化的过程等[1]

该计划由美国日本牵头,欧洲作为联合体加入,中国韩国分别于2004年和2006年加入。在该计划结束之后,新的10年计划国际海洋探勘计划英语International Ocean Discovery Program,也在2013年底展开。

探勘领域[编辑]

综合大洋钻探计划招集了不同领域以及不同国家的科学家们,共同进行深海海床底下的地球科学调查。

综合大洋钻探计划提供了科学家们有更多的机会去探讨以下议题,

  1. 重建地质纪录与深海沉积物采样
  2. 调查及纪录海洋以及气候随着时间的变化
  3. 探索地球深部的生命现象
  4. 近海海底观测
  5. 了解地球板块的移动以及其进入地幔深处的循环

聚焦地球[编辑]

综合大洋钻探计划由2003年开始,为一个10年的地球科学研究计划。该计划下的科学家横跨各会员国内的大学或是研究机构,是一个国际性的研究计划。前沿的两个科学计划,深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project, DSDP)以及大洋钻探计划(Ocean Drilling Program, ODP)都为综合大洋钻探计划奠定了深厚的基础。包括了地球动力学中的板块运动、大洋循环、气候变迁、大陆地壳张裂以及海洋板块的形成。在综合大洋钻探计划之下,提供了科学家们材料去研究短期或长期的地球变化,也资助了各研究计划所需要用到的钻井资源。

综合大洋钻探计划聚焦在影响地球变化的关键因素,其中大气变化、地壳深部的流体流动、地球深处的生命现象以及大气的形成与循环。

前沿计划[编辑]

深海钻探计划( Deep Sea Drilling Project, DSDP),计划开始于1966年六月。DSDP的钻井研究船”格罗玛·挑战者号”,在世界各地包含了三大洋、地中海与红海进行科学性的岩心钻探。在该计划在中洋脊所钻探到的沉积物岩心中,让科学家验证了一项非常重要的理论”板块张裂”。在1970年六月,挑战者号的工程师发明了一种可以更换磨损钻头的方法。这让海洋钻探的得以更进一步的往下钻探到更深的深度,但这项技术需要仰赖声纳扫描以及大型的钻锥。而从1985年开始大洋钻探计划(Ocean Drilling Project, ODP)的拉开了序幕,钻井研究船乔迪斯·决心号的加入更将钻探研究带入一个新的世代。海洋钻探计划的科学贡献非常伟大,它使我们更加了解地球的历史、气候的变迁、自然资源。

资助机构[编辑]

领导机构[编辑]

综合大洋钻探计划的成立是因为在2003年4月,由美国的国家科学基金会(NSF) 以及日本的文部科学省 (MEXT)共同签署合作备忘录,以及一系列的国际会议讨论了如何整合各国的研究计划。

会员国[编辑]

在2003年12月欧洲建立了专门负责综合大洋研究计划的科学机构,该机构命名为欧洲海洋钻探研究联盟(European Consortium for Ocean Research Drilling, ECORD)。其参与的国家包含了奥地利、比利时、丹麦、芬兰、法国、德国、冰岛、爱尔兰、意大利、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞典、瑞士以及英国的17个欧洲国家,加拿大也在之后加入成为其赞助国。日本、美国及其于合作伙伴共同资助维持了特定任务平台(mission-specific platforms)的运作,这个平台用于完成会员国所提交的研究计划。

合作会员[编辑]

中国科技部(China’s Ministry of Science and Technology, MOST)

韩国地球科学与矿产资源研究机构(Institute of Geoscience and Mineral Resources, KIGAM)

印度地球科学部(Ministry of Earth Sciences, MoES)

科学计划的执行[编辑]

  1. 美国United States Implementing Organization(USIO)负责果敢号( 乔迪斯·决心号)的航次规划
  2. 欧洲 ECORD Science Operator(EOS)负责任务专用平台的运作
  3. 日本 Center for Deep Earth Exploration (CDEX) 负责地球号( 地球号)的航次规划

每次的钻井航次皆由两位主任科学家一起领导,并由一队科学家们一起完成航次的任务。各执行机构提供整合性的服务,包含了技术服务、计划执行、财务管理、岩心储存、资料整合以及发表。而每个执行机构所负责的营运费用,则是由该行次的领导机构所资助的。

IODP钻井船与研究平台[编辑]

乔迪斯·决心号

IODP雇用了两个专用钻井船,每艘船由牵头机构主办,由各自的执行机构管理:

乔迪斯·决心号 (JOIDES Resolution )[编辑]

乔迪斯·决心号(JOIDES Resolution)全名为 Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling。该船于1978年于加拿大 哈利法克斯市建造,历时六年建造完成。乔迪斯·决心号船上配备有导航定位系统、深海钻探机具以及海上实验室。导航定位系统可以使得果敢号在执行任务时,维持在水平面上的原位置,以免造成采样的误差。乔迪斯·决心号上最明显的配备就是中央高约62米的钻井塔,可以连结长约9150米的钻管,在水下8000米的深度钻入1000米的地壳深度。船上配有12间实验室提供科学家进行化学、物理性质、岩心基本描述分析、微生物学、古地磁学、地球物理等分析工作[2]。乔迪斯·决心号为海洋钻探计划的专属研究船,自1985年来服役自今。利用乔迪斯·决心号所钻取到的海洋岩心,历时自今已采集超过150公里长的岩心长度,提供了一百万个分析标本给两千名以上参与钻探研究航次的各国科学家进行研究。

地球号(Chikyu)[编辑]

地球号

科学探测船地球号于公元2001年4月由日本开始建造,历时4年于2005年7月完成。并在2007年9月正式进行IODP地314航次的钻探计划。该船利用石油开采技术,钻探管由卫星定位,将所探取到的样本传送到船上的实验室。过去海洋岩心钻探纪录为2111米,目前地球号配备最精密的仪器,而钻管长度可以达到10公里,有能力钻透地壳7公里的深度。此外,该钻井船钻探系统采用了重达380吨、约六层楼的防暴装置来保护钻井口。此装置不仅可以用来预防船只受到甲烷气体与高压液体所喷发的伤害,也使得探采的岩心可以安全的回收。而船上的实验室也配备了齐全的设备,像是多重感应援岩芯记录器、X光岩心层析成像扫描仪、反射色分光测色器等精密仪器,提供科学家对岩芯进行初步的研究。

特定任务平台[编辑]

根据具体的科学要求和环境,欧洲海洋钻探研究联盟(ECORD)委员会按照远征任务委托探测考察船舶。ECORD承诺使用了三艘破冰船进行北极考察(2004年),钻井船用于考察浅层大溪地(2005年),和澳大利亚水域(2010年),科学家们对珊瑚礁化石进行了抽样调查,从而调查了在最后一个冰河时代之后全球海平面上升,以及用于采样的新泽西浅层货架的浮船(2009年)。特定任务探测需要极大的灵活性。

参考资料[编辑]

  1. ^ IODP mission page 互联网档案馆存档,存档日期2011-05-07.
  2. ^ Riserless drilling vessel JOIDES Resolution : http://www.iodp-usio.org/Publications/IODPbro2.pdf

外部链接[编辑]