Комплексная программа океанского бурения

Комплексная программа океанского бурения
Учредил	2003
Область исследований	Геология
Веб-сайт	www .iodp .org

Интегрированная программа океанского бурения ( IODP ) представляла собой международную программу морских исследований, действовавшую с 2003 по 2013 год. В рамках программы использовалось тяжелое буровое оборудование, установленное на борту кораблей, для мониторинга и отбора проб среды под морским дном. Благодаря этому исследованию IODP задокументировал изменения окружающей среды, земные процессы и воздействия, биосферу, твердые земные циклы и геодинамику. ^{[ 1 ]}

программа начала новый 10-летний этап Международной программы открытия океана . В конце 2013 года ^{[ 2 ]}

Навигация по пути к открытию

Научное бурение океана представляло собой самое продолжительное и наиболее успешное международное сотрудничество среди наук о Земле. был извлечен первый образец океанической коры Научное океанское бурение началось в 1961 году, когда на борту CUSS 1 , модифицированной баржи ВМС США, . Американский писатель Джон Стейнбек , также океанограф-любитель, задокументировал проект «Мохол» для журнала LIFE Magazine .

Устаревшие программы

Проект глубоководного бурения (DSDP), созданный в июне 1966 года, использовал Glomar Challenger для бурения и отбора керна в Атлантическом, Тихом и Индийском океанах, а также в Средиземном и Красном морях. Операции по отбору керна Glomar Challenger позволили DSDP сделать следующий интеллектуальный шаг в проверке гипотезы о тектонике плит, связанной с распространением морского дна, путем датирования базальных отложений на разрезах вдали от Срединно-Атлантического хребта .

Глубоководный исследователь океана: Гломар Челленджер
Общее расстояние проникновения под морское дно	325 548 м (1 068 071 фут)
Общий интервал керна	170 043 м (557 884 футов)
Всего ядро восстановлено и сохранено	97 056 м (318 425 футов)
Общее восстановление ядра	57%
Количество извлеченных образцов керна	19,119
Количество исследованных объектов	624
Глубочайшее проникновение в базальтовую океанскую кору	1714 м (5623 фута)
Максимальное проникновение в базальтовую океанскую кору	1350 м (4430 футов)
Самая глубокая вода (участок 60, Зона 461А)	7044 м (23 110 футов)
Общий пройденный путь	375 632 морских мили (695 670 км; 432 270 миль)

В июне 1970 года инженеры DSDP компании Glomar Challenger разработали способ замены изношенных буровых коронок и последующего повторного входа в скважины для более глубокого бурения, находясь в Атлантическом океане у побережья Нью-Йорка, на глубине 3000 м (10 000 футов). Это потребовало использования оборудования гидролокационного сканирования и крупномасштабного конуса входа в атмосферу.

Процессно-ориентированные исследования Земли продолжались с 1985 по 2003 год на борту JOIDES Solution , который заменил Glomar Challenger в январе 1985 года, когда DSDP превратился в Программу океанского бурения (ODP). JOIDES Резолюция названа в честь 200-летнего корабля HMS Резолюция , который исследовал Тихий океан и Антарктиду под командованием капитана Джеймса Кука .

Программа океанского бурения внесла значительный вклад в расширение научного понимания истории Земли, изменения климата , тектоники плит , природных ресурсов и геологических опасностей. Открытия ODP включали проверку:

жидкости, циркулирующие по дну океана;
образование гигантских вулканических плато с феноменальной скоростью, неизвестной сегодня;
природный метан, замороженный глубоко в морских отложениях в виде газового гидрата;
микробное сообщество, живущее глубоко в океанической коре;
циклы изменения климата

Финансирующие агентства IODP

Национальные консорциумы и правительственные финансирующие агентства поддержали деятельность научных и буровых платформ IODP. Участие в IODP было пропорционально инвестициям в программу.

Содействующий участник

Европейский консорциум по океаническому исследовательскому бурению (ECORD) был создан в декабре 2003 года с участием 13 европейских стран, чтобы представить европейский вклад в IODP. Консорциум превратился в совместную группу из 17 европейских стран (Австрия, Бельгия, Дания, Финляндия, Франция, Германия, Исландия, Ирландия, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Испания, Швеция, Швейцария и Великобритания) и Канада, которые вместе составляют агентство, финансирующее IODP. Работая вместе с Японией и Соединенными Штатами, ECORD предоставил научному сообществу IODP доступ к платформам для конкретных миссий, которые были выбраны для достижения конкретных научных целей. Эти платформы имеют ограниченное пространство на борту для лабораторий и ученых и требуют проведения берегового научного совещания для описания, обработки и анализа проб отложений, собранных сразу после буровой экспедиции.

Ассоциированные члены

В апреле 2004 года Китайская Народная Республика присоединилась к IODP в качестве ассоциированного члена при спонсорской поддержке Министерства науки и технологий Китая (MOST). Участие Китая в IODP дало китайскому морскому научному сообществу новый импульс и расширило его возможности для глубоководных исследований. Китайские ученые участвовали в исследовательских экспедициях и представляют интересы Китая в Научно-консультативной структуре IODP.

Республика Корея присоединилась к IODP в качестве ассоциированного члена в июне 2006 года благодаря спонсорской поддержке Корейского института геонаук и минеральных ресурсов (KIGAM). Меморандум о взаимопонимании Южной Кореи с ведущими агентствами создал Временный азиатский консорциум.

Министерство наук о Земле (MoES) и правительство Индии присоединились к IODP в 2008 году в качестве ассоциированного члена. С тех пор Индия назначила Национальный центр исследований Антарктики и океана (NCAOR) в Гоа курировать всю деятельность, связанную с IODP в Индии (IODP-India). В этом направлении 17–18 октября 2011 г. в Гоа был организован международный семинар по бурению IODP в Индийском океане. Организаторами семинара выступили IODP Management International и ANZIC.

Сотни ученых Земли и океана со всего мира приняли участие в IODP на добровольной основе. Участие принимало различные формы: подача предложения по бурению; плавание в экспедиции; участие в качестве консультанта; посещение семинара по планированию или тематического симпозиума. Центральный офис управления программой, IODP Management International, координировал интегрированный план работы между всеми организационными партнерами IODP. Годовой план программы составлялся каждый финансовый год и включал цели и задачи, необходимые для эксплуатации буровых судов, от координации научной деятельности до публикаций, управления данными и информационно-просветительской деятельности.

Уникально IODP

IODP отличается от своих устаревших программ тем, что использует множество буровых технологий/платформ и научных работников/операторов бурения для сбора образцов отложений и горных пород, а также для установки приборов мониторинга под морским дном. Образцы и данные, собранные в ходе буровых экспедиций IODP, доступны ученым и преподавателям в открытом доступе после завершения участниками экспедиции своих первоначальных исследований.

Планирование бурения IODP: научно-консультативная структура

Процесс предложения по бурению

Предложения по бурению исходили от сторонников науки, часто исследователей в области геологии, геофизики, микробиологии, палеонтологии или сейсмологии. После подачи в IODP предложение было тщательно оценено Научно-консультативной структурой (SAS), группой технических экспертных комиссий. К реализации были намечены только те предложения, которые были признаны наиболее ценными по научно-техническим соображениям.

Группы SAS предоставили рекомендации по предложениям по бурению как инициаторам, так и руководству IODP. Предложения по бурению принимались два раза в год, в апреле и октябре, и могли быть поданы в IODP в электронном виде через их веб-сайт.

Научный план

Расследование IODP проводилось в рамках десятилетнего плана программы под названием « Первоначальный научный план» (ISP) . В ISP были подчеркнуты конкретные научные темы :

исследование глубинной биосферы и подводной жизни;
изменение климата ;
твердые земные циклы; и
геодинамика

Как описано в ISP, IODP стремился лучше понять:

зона, генерирующая землетрясения, под сходящимися континентальными окраинами;
сложная микробная экосистема, существующая под морским дном;
природа газовых гидратов, залегающих под окраинами континентов;
история климата, экстремальный климат;
быстрое изменение климата;
роль распада континентов в формировании осадочных бассейнов;
образование с течением времени вулканических рифтовых окраин и океанических плато; и
бурение мантии Земли для изучения и мониторинга всего участка океанической коры

Инструменты, имеющие решающее значение для достижения этих целей, включали буровое судно с стояком, судно без стояка, дополнительные платформы, подходящие для экспедиций по конкретным миссиям, улучшенные скважинные измерительные устройства и приборы для долгосрочного мониторинга.

Инженерные предложения

Процесс подачи технических предложений, начатый в апреле 2007 года, облегчил приобретение существующих или скрытых технологий, которые будут использоваться в операциях IODP.

Наука и операторы бурения

Буровые работы проводились и управлялись тремя организациями-исполнителями IODP:

Организация-исполнитель США (USIO) провела экспедиции на безстояковом буровом судне JOIDES Резолюция ;
Научный оператор ECORD (ESO) управлял экспедициями для конкретных миссий на различных платформах;
, оборудованного стояком Центр глубоководных исследований Земли (CDEX) руководил операциями на борту бурового судна Chikyū .

Каждую буровую экспедицию возглавляла пара главных ученых, а группу ученых поддерживал штатный ученый. Каждая реализующая организация предоставила комплекс услуг: техническое, оперативное и финансовое управление; регистрация; лаборатория; основной репозиторий; управление данными; и публикация. Хотя каждая организация-исполнитель отвечала за работу и производительность своей платформы, ее научная деятельность финансировалась ведущими агентствами.

В ходе IODP операторы провели следующие экспедиции: ^{[ 3 ]}

Экспедиция	Заголовок
310	Хуан де Фука Гидрогеология
302	Арктическая керновая экспедиция
303	Североатлантический климат 1
304	Формирование океанического ядра комплекса, массив Атлантида 1
305	Формирование океанического ядра комплекса, массив Атлантида 2
306	Североатлантический климат 2
307	бассейна Дикобраза Карбонатные курганы
308	Мексиканского залива Гидрогеология
309	Сверхбыстрая скорость растекания корки 2
310	Таити Уровень моря
311	Газовые гидраты Cascadia Margin
312	Сверхбыстрая скорость растекания корки 3
313	Мелкая полка Нью-Джерси
314	NanTroSEIZE Этап 1: LWD Трансекта
315	NanTroSEIZE, этап 1: пилотная версия Megasplay Riser
316	NanTroSEIZE Этап 1: Неглубокий мегасплей и лобовые удары
317	Бассейн Кентербери, уровень моря
318	Земли Уилкса Ледниковая история
319	NanTroSEIZE Этап 2: Наблюдения за стояком и без стояка
320	Тихоокеанский трансект I экваториального возраста
321	Тихоокеанский экваториальный век, трансект II / Хуан де Фука
322	NanTroSEIZE Этап 2: Ввод субдукции
323	Берингова моря Палеоокеанография
324	поднятия Шацкого Формация
325	Большого Барьерного рифа Изменения окружающей среды
326	NanTroSEIZE Этап 3: Глубокий стояк на границе плиты 1
327	Хуан де Фука Гидрогеология
328	Каскадия Обсерватория ACORK
329	южно-тихоокеанского круговорота Подводная жизнь
330	Луисвилл Ридж
331	Глубокая горячая биосфера
332	NanTroSEIZE Этап 2: Обсерватория без стояка
333	NanTroSEIZE Этап 2: Субдукционные воздействия 2 и тепловой поток
334	Проект сейсмогенеза в Коста-Рике (CRISP)
335	Сверхбыстрая скорость растекания корки 4
336	Микробиология Срединно-Атлантического хребта
337	Глубокая угольная биосфера у Симокиты
338	NanTroSEIZE Этап 3: Глубокий стояк на границе плиты 2
339	Средиземноморский отток
340	Малые Антильские острова: вулканизм и оползни
340Т	массива Атлантида Океанический основной комплекс
341	Тектоника, климат и седиментация южной окраины Аляски
341С	СКАМПЫ
342	Палеогеновые отложения Ньюфаундленда
343	японской траншеи Проект быстрого бурения
343Т	Проект быстрого бурения японской траншеи II
344	Проект сейсмогенеза в Коста-Рике, этап 2
345	Глубокая плутоническая кора Гесса
346	Азиатский муссон
347	Балтийского моря Палеосреда
348	Эксперимент по сейсмогенной зоне Нанкайского желоба , этап 3, глубокий стояк на границе плиты

Буровые суда и платформы

IODP задействовал два специализированных буровых судна, каждое из которых спонсировалось ведущим агентством и управлялось соответствующей организацией-исполнителем:

JOIDES Разрешение – без стояка

Буровое судно, спонсируемое США, эксплуатировалось на протяжении всей программы океанского бурения и первой фазы IODP. Затем судно подверглось реконструкции, что позволило увеличить лабораторные помещения; улучшенные возможности бурения, отбора керна и отбора проб; и усовершенствованные системы охраны труда, безопасности и защиты окружающей среды на борту. ^{[ 4 ]}

Чикю - со стояком

Япония начала строительство современного научного бурового судна для исследований в 2001 году с целью достичь мантии Земли и пробурить активную сейсмогенную зону. Получившееся в результате буровое судно Chikyū (по-японски «Планета Земля») оснащено, среди прочего, системой бурения стояка, системой динамического позиционирования и системой циркуляции бурового раствора высокой плотности для предотвращения обрушения скважины во время бурения. Chikyu может разместить 150 человек, двигаться со скоростью 12 узлов (22 км/ч; 14 миль в час) и бурить на глубине более 7000 м (23 000 футов) ниже морского дна на глубине воды, превышающей 2000 м (6600 футов). Чикю был поврежден во время цунами 11 марта 2011 года и не работал на несколько месяцев. ^{[ 5 ]} Тикю вернулся к океанскому бурению в апреле

Платформы для конкретных задач

ECORD вводил в эксплуатацию корабли для каждой экспедиции, в зависимости от конкретных научных требований и условий окружающей среды. ECORD заключил контракт на использование трех ледоколов для арктической экспедиции по отбору керна (2004 г.), буровых судов, погружающихся для использования в мелководных водах Таити (2005 г.) и Австралии (2010 г.), где ученые отбирали образцы ископаемых коралловых рифов для исследования повышения уровня мирового океана после последний ледниковый период и подъемник для отбора проб на мелководном шельфе Нью-Джерси (2009 г.). Экспедиции для конкретных миссий требовали значительной гибкости.

Распространение IODP на научное сообщество

Публикации, управление данными, онлайн-инструменты и базы данных находятся в стадии разработки для поддержки обмена информацией и ресурсами, чтобы расширить ряды ученых, занимающихся исследованиями океанского бурения.

Публикация и управление данными

Публикации IODP находятся в свободном доступе в Интернете, а система управления данными объединяет основные и лабораторные данные, собранные всеми тремя организациями-исполнителями и двумя устаревшими программами IODP. Интернет-поисковая система в конечном итоге объединит данные после экспедиции и соответствующие публикации. Запросы на данные и образцы можно сделать онлайн.

Банк данных обследования объекта (SSDB)

Интернет-банк данных обследований площадок позволил инициаторам получить доступ и разместить большие объемы данных, необходимые для документирования потенциальных мест бурения для оценки. Эти данные были проверены, чтобы гарантировать, что экспедиции IODP смогут достичь своих целей и соответствовать требованиям безопасности и охраны окружающей среды.

Основные репозитории

Три основных репозитория IODP, расположенные в Бремене, Германия (базовый репозиторий IODP в Бремене) , Колледж-Стейшен, штат Техас (репозиторий IODP на побережье Мексиканского залива) , и Кочи, Япония, архивируют ядра на основе географического происхождения. Ученые могут посетить любой из объектов для проведения исследований на месте или запросить кредит для анализа или учебных целей. Архивированные ядра включают не только образцы IODP, но и образцы, полученные в двух устаревших программах IODP (DSDP и ODP).

См. также

Международная континентальная программа научного бурения - многонациональная программа в области геолого-геофизических исследований.
Бассейн ХОЙДЕС - подводный бассейн центрального континентального шельфа Росс.

Ссылки

^ «Страница миссии IODP» . iodp.org . Архивировано из оригинала 7 мая 2011 года.
^ «Научный план IODP на 2013–2023 годы | О IODP | IODP» . iodp.org . Проверено 10 сентября 2020 г.
^ Суини, Аарон. «Завершенные экспедиции по комплексной программе океанского бурения - IODP» . www.iodp.org . Архивировано из оригинала 7 марта 2016 года . Проверено 29 февраля 2016 г.
^ «Бестойкое буровое судно JOIDES Резолюция» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июля 2007 года.
^ Оуэнс, Брайан (16 марта 2011 г.). «Японский исследовательский корабль, поврежденный цунами» . Nature.com . Архивировано из оригинала 17 марта 2011 года.

Внешние ссылки

[IODP-1] «Страница миссии IODP» . iodp.org . Архивировано из оригинала 7 мая 2011 года.

[2] «Научный план IODP на 2013–2023 годы | О IODP | IODP» . iodp.org . Проверено 10 сентября 2020 г.

[3] Суини, Аарон. «Завершенные экспедиции по комплексной программе океанского бурения - IODP» . www.iodp.org . Архивировано из оригинала 7 марта 2016 года . Проверено 29 февраля 2016 г.

[4] «Бестойкое буровое судно JOIDES Резолюция» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 9 июля 2007 года.

[5] Оуэнс, Брайан (16 марта 2011 г.). «Японский исследовательский корабль, поврежденный цунами» . Nature.com . Архивировано из оригинала 17 марта 2011 года.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]