IODP计划的新进展

综合大洋钻探计划(IODP)经过5年(2003-2008年)的过渡运行,在2009年真正实现了"多平台"钻探格局,美国"决心号"、日本"地球号"和欧洲联合体"特定任务平台"同时执行特定海区和地质条件的钻探航次.随着澳大利亚-新西兰联合体和印度的加入,IODP"大家庭"已有7个成员单位共24个国家,犬洋钻探的国际合作渐入"佳境".IODP钻探航次在2009年的重大进展包括:"地球号"在IODP第319航次首次实施立管钻探并成功取芯;经全面改造升级后的"决心号"首航赤道太平洋成功获取53 Ma以来古赤道太平洋连续沉积物断面;"特定任务平台"成功实施推迟2年多的新泽西陆架IODP第313航次等.我国科学家在近年来参加IODP航次、提交航次建议书、积极参加国际学术会议等方面明显活跃,大大提高我国科学家的国际学术竞争力,并在海洋科学的相关领域进入了国际前沿.     

科学大洋钻探中的新技术

大洋钻探诸多科学目标的实现与包括钻探、取芯、测试和海底观测技术在内的各种新技术的开发和革新密不可分。即将开展的IODP计划,将对各种技术提出新的要求。在钻探技术上,将联合使用多平台,以实现区域更广深度更大的钻探作业;在取芯技术上,取样范围更广,从各种岩石取样到地下流体的取样,并要求样品保持原始状态,同时确保获得更高的岩芯采收率;在测试上,要求采用随钻测试技术,以适时地获得地下真实信息;在观测技术上,要求开发各种工具,去除由于钻探造成的扰动,使得各种观测仪器能够进行长期的跟踪观测。     

IODP综合大洋钻探计划,2003-2013

<正>2003年10月开始,大洋钻探计划进入综合大洋钻探计划(IODP)新阶段。日本花费5亿多美元新建造了"地球号"考察船。美、日为首的发达国家,以每年1.6亿美元的投入,向深海进军,提出了"海底下的大洋"、"打穿大洋壳"等新目标,掀起了一场深海科技和资源探索的新世纪国际竞争。     

IODP计划和地球科学学术界

国际综合大洋钻探计划(IODP)预定从2003年10月开始(即美国2003年财政年度开始之时)。从美国2006年财政年度开始,日本将提供立管科学钻探船,而自美国2004年财政年度起,美国将提供非立管科学钻探船。这两个钻探平台将构成IODP的核心技术支撑。美国和日本将以“领导机构”(leadagency)的身份支持这项计划,并在IODP中享有平等的合作伙伴关系和责任。在上述两个钻探平台均无法涉足的地区,将使用由美国和日本之外的其他IODP成员国提供的特殊使命钻探平台(MSP)。IODP的科学主题和目标已在IODP初始科学计划书(即ISP:由IWG支持办公…     

IODP国际大洋发现计划,2013-2023

2013年10月起,综合大洋钻探计划将进入全新阶段,并改名为国际大洋发现计划,英文简称仍为IODP。与综合大洋钻探计划相比,新十年的IODP不局限于钻探一种手段,更加:强调科学新意、突出社会需求;新计划以探索深部了解整个地球系统为目标、以预测未来为己任,展示了海洋科学、乃至地球最前沿的诱人前景.     

冲绳海槽中部热液活动与IODP331航次初步成果

伊平屋北部热液区（IheyaNoAhhydrothermalfield）位于冲绳海槽中部地区。综合大洋钻探计划（IODP）331航次于2010年9月1日至10月4日在该区钻探了5个站位（C0013-C0017）：C0016站位位于NoahBigChimney（NBC）地区活跃的热液烟囱和硫化物-硫酸盐丘状体上;在C00...     

IODP综合大洋钻探计划,2003-2013

2003年10月开始,大洋钻探计划进入“综合大洋钻探计划(1ODP)”新阶段。日本花费5亿多美元新建造了"地球号"考察船。美、日为首的发达国家,以每年1.6亿美元的投入,向深海进军,提出了“海底下的大洋"、“打穿大洋壳”等新目标,掀起了一场深海科技和资源探索的新世纪国际竞争。     

IODP综合大洋钻探计划,2003-2013

2003年10月开始,大洋钻探计划进入“综合九洋钻探计划(IODP)”新阶段。日本花费5亿多美元新建造了“地球号”考察船。美、日为首的发达国家,以每年1.6亿美元的投入,向深海进军,提出了“海底下的大洋”、“打穿大洋壳”等新目标,掀起了一场深海科技和资源探索的新世纪国际竞争。     

白垩纪至早第三纪的极端气候事件

地球科学界正在将预测未来气候变化的研究重点放到地球过去突然发生的气候变暖事件。白垩纪至早第三纪发生的极端气候事件被认为是最接近于现今的地球系统,对其研究有利于理解现今地球系统过程在碳循环快速搅动时的响应。这些气候事件主要包括：古新世-始新世最热事件（PETM,～5 5 MaBP）、早阿普第晚期和森诺曼-土仑界线的大洋缺氧事件（OAE1a,～120 Ma;OAE2,～93．5 MaBP）。PETM事件是中白垩世以来一次突然变暖事件,在10 ka年以内深海温度增加～5 ℃,表层海水温度增加 4～8 ℃,而δ¹³C至少发生 3．0‰的负偏移。目前普遍认为PETM事件是由于海洋气水化合物（CH₄）的巨量释放造成的。大洋缺氧事件（OAEs）记录了海洋环境下有机质的大量埋藏,代表了碳循环和海洋生物系统的重大搅动事件。综合大洋钻探计划（IODP）将极端气候确定为优先研究领域,将采取特定的钻探策略,在世界大洋范围内获取最低限度蚀变的新生代至白垩纪沉积物,研究精度要求达到米兰柯维奇的天文调谐时间尺度,其最终目标是定量描述过去全球气候变化,并为未来气候变化预测提供依据。     

我国海洋第四纪研究与环境演变中的海陆相互作用

根据我国的地理位置和第四纪地层的特色分析,海陆结合是我国海洋第四纪研究的优势所在.半世纪以来,中国海洋地质的研究经历了从调查到研究、从海岸到浅海再到深海、从晚第四纪到晚新生代、从低分辨率到高分辨率以及从定性到定量的进展过程,取得了重要进展,但仍有很大的差距.新世纪初期,应当从国际、国内第四纪研究的关键问题着眼选题,以西太平洋边缘海与暖池作为主战场,和陆地工作、和现代过程相结合展开研究.文章对我国海洋第四纪研究的方向、措施进行了讨论.     

海岸带陆海相互作用(LOICZ)研究及我们的策略

介绍了全球变化研究中关于“海岸带”的定义，海岸带在地球系统研究中的重要地位及其生态系统的脆弱性。我国海岸带地跨三大气候带，海岸类型多种多样，不但有黄河、长江等大河入海，每年有巨大的向海物质通量（包括从大气中的粉尘输入），有宽阔的陆架，有陆架区和近洋之间强烈的物质和能量交换，而且沿海人口密集，大河流域经济活动频繁，人类活动和自然因素冲突集中。近年来海岸带环境和生态系统已经发生了巨大变化。今后，在全球变化条件下为使我国的海岸带环境和生态系统进入良性循环和制定科学的长期管理政策，亟待通过陆海相互作用研究提高对其未来变化的预测能力。文中根据国际ＬＯＩＣＺ运行计划和我国的特点，提出开展我国ＬＯＩＣＺ研究的策略和主要科学问题。     

Inspirations from IODP Expedition 361

International Ocean Discovery Program, or present IODP that has been evolved from the early Deep Sea Drilling Project (DSDP), Ocean Drilling Program (ODP) and Integrated Ocean Drilling Program (IODP) is one of the international ocean drilling and exploration programs originated from USA. IODP 361 cruse supported by JOIDES Resolution is characterized of high maneuverability, high tectonic integrity, high comprehensive disciplinary, information aggregation, international researcher gathering, global study targeting, quantity study production, isolated close working environments and huge investment, which is one of the most important international cooperation platforms of the geosciences, especially global changes. It is also one of the super powerful engines not only guiding but also pushing the study on global change via exploring the records of ocean evolution, and also the fountainhead to understand the processes and mechanism of the global changes. As one the main members of the IODP, China is not only participating the activities and scientific researches of IODP, but also needs to improve the capabilities to monitor the ocean and establish our own facilities, laboratories and research centers. These are not only very important for the global research and the future development, but also crucial for the preservation of the ocean environment. Leaning and mastering mature operation models from the JOIDES Resolution, using the experience of IODP management for reference may benefit our research work and yield twice the result with half the effort.     

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。     

Paleomagnetic and rock magnetic results from lower crustal rocks of IODP Site U1309: Implication for thermal and accretion history of the Atlantis Massif

Integrated Ocean Drilling Program (IODP) Expeditions 304/305 recovered a total of 1.4 km sequence of lower crustal gabbroic and minor ultramafic rocks from the Atlantis Massif oceanic core complex on the western flank of the Mid Atlantic Ridge (MAR) at 30°N. We conducted an integrated paleomagnetic and rock magnetic study on this sequence to help address the interplay between magmatism and detachment faulting. Detailed thermal and alternating-field demagnetization results demonstrate that stable components of magnetization of mainly reversed polarity with unblocking temperatures below the Curie temperature of magnetite are retained in gabbroic rocks at IODP Site U1309. Several samples also contain multicomponent remanences of both normal and reversed polarities that were acquired over sharply defined blocking temperature intervals, providing evidence for localized reheating of some intervals during both normal and reversed polarity periods. Results from a series of rock magnetic measurements corroborate the demagnetization behavior and show that titanomagnetites are the main magnetic carrier rocks recovered at Site U1309D. The overall magnetic inclination of Hole U1309D is -35°, implying significant (up to ~ 50° counterclockwise, viewed to the north) rotation of the footwall around a horizontal axis parallel to the rift axis (010°) may have occurred. The tectonic rotations inferred by the paleomagnetic data suggest that the original fault orientation dipped relative steeply toward the spreading axis and subsequently rotated to a shallower angle. Coupled with the newly published U–Pb zircon ages for Hole U1309D rocks [Grimes, C.B., John, B.E., Wooden, J.L., 2008. Protracted construction of gabbroic crust at a slow-spreading ridge: Constraints from ²⁰⁶Pb/²³⁸U zircon ages from Atlantis Massif and IODP Hole 1309D, (30°N, MAR). Geochem. Geophys. Geosyst. 9, Q08012. doi:1029/2008GC002063], the new paleomagnetic data provide temporal and thermal constraints on the accretion history of the Atlantis Massif.     

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。     

土地利用变化与陆地-海洋的相互作用

评述了土地利用变化通过对河流的水文学、营养元素、悬浮物、沉积物、水生生物的影响,进而对海洋产生的重要影响,土地利用变化是陆地—海洋相互作用发生变化的原因之一。介绍了当前北海沿岸的英国及其它一些国家实施的陆地和海洋相互作用计划的研究内容和进展,提出今后应加强海岸带土地利用/土地覆盖变化研究与陆地—海洋相互作用研究的结合,提高对全球变化的认识。     

Reading the Past,Informing the Future: Progress and Prospective of the Recent Ocean Drilling Researches on Climate and Ocean Change

Aiming at the current climate status, i.e., drastic rise of atmospheric greenhouse gases and the apparent trend of global warming, the International Ocean Discovery Program (IODP), launched in 2013, proposed four scientific challenges, including the response of global climate to CO₂ rise, the feedback of ice-sheet and sea-level to global warming, the dynamics of the mid- and low-latitude hydro-cycle, and the mechanism of the marine carbon-chemical buffering system. By August 2017, eight IODP expeditions of climate-related themes were implemented, focusing on the Neogene evolution of the monsoon system over Asia-Pacific-Indian and the West Pacific Warm Pool, with specific interests in the variabilities and mechanisms of the Asian Monsoon system on orbital-to millennial-scales, as well as the connections between Asian Monsoon and the uplift/weathering of the Tibetan Plateau on tectonic time scale. The planned IODP expeditions in the forthcoming two years will explore the Southern high-latitude climate histories of West Antarctic ice in the Cenozoic, and Southern Ocean currents and carbon cycle in the Cretaceous-Paleogene. In sum, during the current phase of IODP (2013-2023), our knowledge about the marine climate system would be greatly advanced via deciphering the past changes in tropical processes of Asian Monsoon and West Pacific Warm Pool, as well as in high-latitude factors of the West Antarctic ice. A better scientific background of natural variability would be provided, accordingly, for predicting the future tendency in climate change. In this context, China’s strategic directions include the global monsoon concept, the tropical forcing hypothesis, and in particular the climate effect of the Sunda Shelf.     

发震带试验(SEIZE)

对发震带试验计划(SEIZE)以及南海（Nankai）海槽的发震带钻探计划（NanTroSEIZE）进行了综述。SEIZE作为大陆边缘计划(MARGINS)的重要研究内容和综合大洋钻探计划（IODP）的优先研究领域,重点对世界主要俯冲发震带进行研究。SEIZE的主要研究内容包括：①凸凹体的物理性质;②在地震周期里,应力、应变和孔隙流体成分随时间的变化;③在俯冲逆冲断层上,发震带上界和下界的确定;④引起海啸的发震带的特征;⑤大型逆冲带地震在物质转换过程中所起的作用。NanTroSEIZE将成为IODP第一个基于立管钻探的计划,也是科学大洋钻探历史上第一个分期实施的复合钻探计划;钻入发震带的复合钻探计划将最终验证关于发震带的各种假说。 