大洋钻探计划的最新动态

大洋钻探计划（ODP）是一个重要的海洋科学国际研究计划,其目的是通过钻探和测井来增进人类对大洋岩石圈（沉积物和地壳）的地质历史、结构和演化等基本问题的认识。ODP的前身是始于1968年的深海钻探计划（DSDP）和始于1975年的国际大洋钻探项目。美国国家科学基金会于1983年10月至1984年10月间对JOIDES“决心号”大洋钻探船进行了改造。1985年初ODP正式实施,并将延续至2003年。现得到代表20个国家的7个国际合作伙伴的财政支持。本文介绍了ODP计划的长期计划的优先科学领域、钻探目标及最新动态。     

ODP大洋钻探计划,1985-2003

<正>国际大洋钻探计划(ODP,1985-2003)计划及其前身的深海钻探(DSDP,1968-1983)是二十世纪地球科学领域历时最长,参加国家最多,也是最成功的国际合作。我国于1998年正式加入国际大洋钻探计划,1999年以同济大学汪品先院士为首席科学家的南海ODP184航次,实现了在中国海进行大洋钻探的零     

国际大陆科学钻探（ICDP）进展

直接进入地球内部观察研究地球的成分、结构构造和各种地质作用是人类的长期梦想,就目前人类的科学技术条件,人们还不可能直接钻入地下进行实地取样与观察。科学钻探是获取地球深部物质、了解地球内部信息的最直接、最有效、最可靠的方法。国际大陆科学钻探计划成立以来,已经在许多领域取得了重要成果,发表了大量的文章。本文对科学钻探的发展过程、大陆科学钻探的意义、国际大陆科学钻探委员会成立的背景与建立过程、组织结构、立项程序、立项准则以及研究领域做了简要概述。对国际大陆科学钻探近年来在气候变化与全球环境、陨石撞击坑及撞击过程研究、地球生物圈、火山系统和热流机制、地幔柱和大洋裂谷、活动断裂、汇聚板块边界和碰撞带、自然资源等主要研究领域的重要进展做了综述,重点介绍了日本的云仙火山钻探项目、美国夏威夷火山科学钻探和圣安德列斯断裂深部观测计划的主要进展。概括和总结了中国实施的3个国际大陆科学钻探项目所取得的成果进展和中国的大陆科学钻探事业近期的主要活动。     

海底CORK观测30年:发展、应用与展望

过去50年深海钻探计划(DSDP)、大洋钻探计划(ODP)及综合大洋钻探计划(IODP)等国际间综合深海钻探计划的实施,使我们对地球和海洋的认识取得了显著进步。海底井控观测装置(CORK)的研发和应用是上述深海钻探计划带给我们的最宝贵财富之一。目前地球科学和海洋科学已由过去的间断性观测模式升级为现在的连续性原位观测模式,海底CORK观测系统为地球科学、海洋科学与生命科学领域的科学家对海底洋壳复杂而又相互关联的深部过程进行数秒至数十年时间尺度的研究提供了新手段和新机遇。通过对海底CORK观测系统的发展演变、在ODP和IODP航次中的使用以及在此过程中获得的科学经验和教训进行总结,对CORK系统如何应用于我国洋壳地质学、水文学、微生物学及生物地球化学过程研究提出看法。     

综合大洋钻探计划（Integrated Ocean Drilling Program）

综合大洋钻探计划（IODP）是一项通过研究海底沉积物和岩石来探究地球历史和结构的国际研究计划，该计划以其前身深海钻探计划（DSDP）和大洋钻探计划（ODP）为基础，使用多种钻探平台（包括：立管钻探、非立管钻探、特定任务钻探平台）实现其科学目标。     

地球内部流体系统科学统一理论

从当前人类面临的重大而紧迫的全球性资源、环境、减灾问题的挑战出发，论述了地球内部流体研究在三大领域中的地位和作用。地球内部流体系统科学统一理论从科学系统观出发，在研究思路上坚持多门学科间大跨度交叉，立足于层次性、全球性和统一性的整体观，并以地球系统科学为理论基础，从而具有在更高层次上进行综合学科研究的特点和时空有序多层结构的研究领域。最后，阐述了从定性到定量的系统学、非线性科学的方法学和方法论。同时，地球内部流体与成矿作用，与环境、灾害及全球变化，地球内部流体的实验研究和动力学研究以及地球内部流体的探测，是统一理论研究的主题。     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Integrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean DrillingProgram, ODP)和深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project, DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

综合大洋钻探计划

正综合大洋钻探计划(Tntegrated Ocean Drilling Program, IODP)是一项旨在通过研究海底沉积物和岩石来探索地球历史和结构的宏大国际研究计划。其前身国际大洋钻探计划(Ocean Drilling Program, ODP)和深海钻探计划(Deed Sea Drilling Project, DSDP),是20世纪地球科学领域规模     

日本的综合大洋钻探计划(IODP)

对日本的IODP活动以及科学目标进行简要介绍。IODP核心技术支撑之一的立管钻探船“地球号”可在水深4 000 m的海底钻进7 000 m,钻达发震带和上地幔,实现日本的IODP科学目标。日本的IODP科学规划主要有三大科学主题和八项研究目标,三大科学主题包括地幔过程和地球系统演化,地壳作用过程和地球系统演化,俯冲带和地球系统演化过程中的动力学及物质循环。其八项研究目标为：①钻探西太平洋洋底高原,认识核—幔作用过程;②钻探太平洋白垩纪—新生代沉积物,详细研究地球温室期间的物质循环及从温室环境到冰室环境的转化过程;③钻探大洋岛弧,认识大陆地壳形成过程;④钻探扩张的弧后,认识洋壳岩石圈形成过程;⑤钻探亚洲边缘海及陆坡,认识陆壳—洋壳—大气圈关系;⑥调查增生楔中的碳循环及深部生物圈;⑦调查汇聚板块边缘大地震周期及形成机制、构造及物质循环;⑧研究生活于增生楔环境中极端微生物生物学。     

中国加入综合大洋钻探（IODP）科学计划（2003-2013）

将于2003年秋开始实施的IODP是一个比ODP更加庞大的国际地球科学合作计划。面对国际深海研究的新挑战,我国应抓紧时机,及早准备,扩大队伍、积聚力量,充分发挥我国自然条件和原有研究积累的优势,将深入国际深海前沿领域与国内的研究结合起来,力争实现中国海深海钻探的新航次,促进我国地球科学进入海陆结合的地球系统研究和全面走向国际的新局面。同时,通过国际合作与国内有关深海工作计划的结合,为维护我国海上权益、探索底资源和为环境、减灾以及发展海洋高新技术做出贡献。我国参加IODP要遵循"有所为,有所不为"的原则,在加入ODP以后取得进展的基础上,优先选择比较成熟和最为迫切的领域,以点带面进行重点突破,逐步扩大,继续加强古海洋学研究,并同时向洋中脊、深部生物圈等新领域发展。具体包括以下优先研究领域：深部生物圈及海底下的海洋,古环境研究,西太平洋大陆边缘岩石圈演化与震源带。希望有关部委积极支持我国有关大洋钻探的基础研究力量和深海资源、技术等项目之间的密切合作,在国内大联合的基础上参加国际计划,制定长远的国家计划,在国家层面上部署深海研究,组成"国家队"参与国际竞争。     

Towards the New Decade of Ocean Drilling: Preparing its Science Plan

At the IODP Forum 2017 in Shanghai, IODP-China proposed initiating the discussions on “IODP beyond 2023”, and the meeting supported China’s proposal to host and co-lead the activities for preparing the science plan of ocean drilling after 2023. The present paper started from an overview of the planning processes of ocean drilling science over the past decades, then analysed the scientific targets and perspectives of the future ocean drilling, and concluded with suggestions about how China should prepare the international discussions on “IODP beyond 2023”.Since half a century, the ocean drilling has played a role of locomotive in international Earth science community and of flagship in deep-sea research.China’s initiation and co-leadership in preparing its science plan for the next decade will promote the upgrading of Earth science in our country, yet the success of the endeavor heavily depends on active involvement of the scientific community , especially on its contribution with creative thinking.     

新世纪的大洋钻探

较为详细地介绍了大洋钻探计划（ODP）的科学目标，研究主题及其重要的科学意义，大洋钻探计划是当今举世瞩目的国际性海洋科学研究计划，其前身深海钻探计划（DSDP）孕育了20世纪70年代的地学革命,为“新全球构造理论”－－板块构造学说的发展提供了关键性的证据。自1985年开始的ODP成功地探查了地质历史演化中塑造我们这颗星球并决定了其现今环境状态的各种地质过程，揭示了控制地壳形成，海洋化学，海洋的深部和表面循环的各种地质以及生物圈和环境物理化学间相互作用的复杂性，DSDP和ODP的成功为实施新世纪海洋钻探－综合海洋钻探项目（IODP）的目标铺平了道路，IODP是在21世纪初即将实施的新的大洋钻探计划。     

地球深部与表层的相互作用

板块理论和全球变化是20世纪地球科学中的2大突破性进展.进入21世纪,地球系统科学进入将这两方面结合起来,探索地球深部和表层系统的相互作用,即"固体地球动力学与行星循环(planetary cycle)"的新阶段.根据最近国际综合大洋钻探计划关于2013年后学术新方向的讨论,从俯冲带加工厂、大洋中脊与巨型火成岩省3个方面进行介绍,提出我国打破传统的学科界限、迎接新方向的建议.     

Earth System Science: Conception and Misconception——To the Third Conference on Earth System Science,Shanghai

Earth system science should not be understood as an all embracing term that combines various disciplines studying the planet Earth. Rather, it is a new approach to consider interaction between its various subsystems, and seeks to integrate various research fields to understand the Earth as a system. Earth system science has developed from global changes studies, then extended into the deep geological past and now is facing a new challenge connecting the surface processes with those in the Earth’s interior.     

冲击波物理在地球和行星科学研究中的应用

概要介绍了冲击波物理应用于地球和行量科学研究中所取得的一些最新成果。主要涉及地球深部物质的组成，性质和状态，行星的组成模型，以及太阳系中的碰撞成坑和吸积相互作用等领域。着重论述了冲击波物理在这些领域的研究中所发挥的作用。     

21世纪地球科学研究的重大科学问题

凝炼地球科学研究的重大科学问题,对推动地球科学基础研究的发展具有重要意义。美国国家研究理事会（National Research Council）2008年3月发布的研究报告《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》提出了21世纪固体地球科学研究的10个重大科学问题：①地球和其他行星的起源;②地球早期的演化历史;③生命的起源;④地球内部的运动及其对地表的影响;⑤地球的板块构造与大陆;⑥地球的物质特性对地球过程的控制;⑦气候变化的原因与幅度;⑧地球—生命的相互作用;⑨地震、火山喷发等灾害及其后果的预测;⑩地球内外流体运动对人类环境的影响。这些重大科学问题对我国的地学发展战略研究及地球科学基础研究均将具有重要的借鉴和指导意义。主要依据NRC的《地球的起源和演化：变化行星的研究问题》报告,对这些重大科学问题进行了解读和分析。     

国际大洋钻探计划研究方向与钻探目标

从地球环境动力学和地球内部动力学２个方面介绍国际大洋钻探计划研究方向与钻探目标,前者主要试图了解地球气候变化历史与规律、海平面变化的原因与影响以及通过沉积物、液体和细菌等研究了解全球碳循环、气水合物形成和深海生物资源等重要问题;后者主要试图探测地球深部热与物质的转换、调查岩石圈变形与地震形成过程。同时,也介绍了ＯＤＰ提出的３个挑战性项目,即自然气候变化和气候剧变原因、地质过程的现场监测和大陆边缘与洋壳深部结构探测。     

国际大洋钻探全球海平面变化研究进展

国际科学大洋钻探计划对全球海平面变化问题的关注始于1980年代初,至今已在被动大陆边缘、孤立碳酸盐台地、混积台地边缘、平顶海山等不同类型海区执行了23个与海平面变化相关的专题航次,采集了大量的钻探资料,为全球海平面变化研究提供了关键信息。依据这些资料,重建了近100 Ma以来的全球海平面变化历史,检验了Exxon的层序地层模型和海平面假说,明确了海平面变化的地层响应,建立了南极冰盖演化与海平面变化的关系。尽管如此,科学大洋钻探海平面变化研究仍存在一些不足,如钻探区的地域代表性还不够多,全球海平面变化信息提取时难以消除其他地质因素(如构造沉降)的影响,海平面变化记录的精度有待提高,多种因素作用下地层结构对海平面变化的响应还需进一步研究,海平面变化机制特别是冰盖动力学对海平面变化的影响及暖期海平面变化的原因还认识不清。在当今气候变暖的大背景下,这些问题的解决有助于提升未来海平面变化趋势预测的可靠性。