Международная программа открытия океана
Международная программа открытия океана (IODP) — это международное сотрудничество в области морских исследований, целью которого является улучшение научного понимания Земли посредством бурения, отбора керна и мониторинга подводного дна. Исследования, проведенные с помощью образцов и данных IODP, улучшают научное понимание изменения климата и состояния океана, происхождения древней жизни, рисков, связанных с геологическими опасностями , а также структуры и процессов тектонических плит Земли и верхней мантии . IODP началась в 2013 году и основывается на исследованиях четырех предыдущих научных программ океанского бурения: Project Mohole , Deep Sea Drilling Project , Ocean Drilling Program и Integrated Ocean Drilling Program . [1] [2] Вместе эти программы представляют собой самое продолжительное и наиболее успешное международное сотрудничество в области наук о Земле. [3] [4]
Научная сфера [ править ]
Научные рамки IODP изложены в научном плане программы « Освещение прошлого, настоящего и будущего Земли» . Научный план рассчитан на 10-летний период деятельности и состоит из списка научных задач, которые сгруппированы в четыре темы: «Климат и изменение океана», «Границы биосферы», «Земные связи» и «Земля в движении». [5] [6] Научный план был разработан международным научным сообществом для определения наиболее приоритетной науки для программы. [7] [8]
и деятельность Финансирование IODP
IODP использует несколько буровых платформ ( JOIDES Solution , Chikyū и платформы для конкретных задач) для доступа к различным средам подводного дна во время исследовательских экспедиций. Эти объекты финансируются Национальным научным фондом Японии США (NSF), Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT) и Европейским консорциумом по бурению для океанических исследований (ECORD), а также Министерством науки и технологий Японии. Китайская Народная Республика (MOST), Австрало-новозеландский консорциум IODP Индии (ANZIC) и Министерство наук о Земле (MoES). Вместе эти образования представляют собой коалицию более двух десятков стран. Модель финансирования IODP отличается от Интегрированной программы океанского бурения тем, что NSF, MEXT и ECORD управляют своей собственной буровой платформой. Международные партнеры напрямую участвуют в эксплуатационных расходах буровых платформ в обмен на научное участие в экспедициях и места в консультативных группах. [9] [10]
Исследовательское судно JOIDES Solution (JR) управляется и эксплуатируется для NSF научным оператором JOIDES Solution Science (JRSO), который базируется в Техасском университете A&M (TAMU). JRSO была официально зарегистрирована как организация-исполнитель IODP в 2014 году. [11] [12]
Буровое судно Chikyu было построено и эксплуатировалось для MEXT Японским центром глубоководных исследований Земли (CDEX), который был создан в рамках Японского агентства по морским наукам и технологиям о Земле (JAMSTEC) в октябре 2002 года. [13] В 2019 году JAMSTEC объединил CDEX со своим Центром морских технологий и инженерии (MARITEC), чтобы создать новый отдел — Институт морских исследований и инженерии Земли (MarE3). [14] MarE3 в настоящее время является реализующей организацией Chikyū . [15]
Научный оператор ECORD (ESO), созданный в 2003 году, является организацией-исполнителем экспедиций на платформе для конкретных миссий. [16] ESO также отвечает за управление основным репозиторием IODP в Бремене. [17]
Экспедиции IODP основаны на исследовательских предложениях, представленных учеными и направленных на достижение целей, описанных в научном плане программы. Затем консультативные группы международных экспертов тщательно оценивают предложение с точки зрения научного качества, осуществимости, безопасности и любых экологических проблем. Предложения, которые признаны качественными, передаются в соответствующий совет учреждения ( разрешению JOIDES Совет по , Совет Chikyū IODP и Совет объекта ECORD) для планирования.
IODP публикует подробный отчет о результатах и делает все образцы и ядра бесплатными. [18] Политика открытых данных IODP обеспечивает глобальный доступ к информации, собранной программой, и позволяет ученым использовать данные нескольких экспедиций для исследования новых гипотез.
Ядра , собранные во время экспедиций, хранятся в основных репозиториях IODP в Бремене, Германия ( Бременский репозиторий IODP), Колледж-Стейшн, Техас (Репозиторий IODP на побережье Мексиканского залива) и Кочи, Япония (Основной центр Кочи). Ученые могут посетить любое из учреждений для проведения исследований на месте или запросить кредит для целей обучения/анализа. Архивные керны включают не только образцы IODP, но и образцы, полученные в рамках проекта глубоководного бурения, программы океанского бурения и комплексной программы океанского бурения. [19]
Результаты [ править ]
Экспедиции IODP исследовали широкий спектр тем науки о Земле, включая прошлый климат и состояние океана, муссонные системы, сейсмогенные зоны, формирование континентальной коры и океанских бассейнов, крупные события вымирания , роль серпентинизации в движении гидротермальных систем и температуру. пределы жизни в глубинной биосфере .
Первые результаты программы восходят к первоначальной мотивации научного бурения океана в рамках проекта «Мохоле» – бурению и отбору проб через разрыв Мохоровичич (Мохо) и в верхнюю часть мантии Земли. Экспедиция 360 была начальной частью многоэтапного проекта, целью которого, среди прочего, является первый непосредственный отбор образцов мантии. Экспедиция проходила вблизи Юго-Западного Индийского хребта в месте, где кора особенно тонкая из-за образования океанического ядра комплекса . Экспедиция 360 завершила бурение на глубину 790 метров, и IODP планирует вернуться на это место в ближайшие годы, чтобы продолжить исследования. [20] [21]
Экспедиция 364 отобрала образцы пикового кольца ударного кратера Чиксулуб , который погребен в море недалеко от полуострова Юкатан. Чиксулуб — единственный хорошо сохранившийся кратер на Земле с пиковым кольцом, образовавшийся, когда астероид врезался в планету 66 миллионов лет назад, уничтожив нептичьих динозавров и большую часть жизни на планете. Анализ собранных образцов и данных показывает, что удар астероида заставил камни из глубин Земли взлететь вверх и за считанные минуты сформировать большие горы кольца пиков. Отложения, покрывающие кольцо пика, также служат свидетельством того, как жизнь вернулась в этот район после массового вымирания. [22] [23] [24]
Помимо изучения того, как Земля движется в ответ на ударные события, IODP также изучает процессы, вызывающие землетрясения. Например, Экспедиция 362 позволила по-новому взглянуть на землетрясение и цунами в Индийском океане в 2004 году благодаря отбору проб и анализу отложений и горных пород океанической плиты, питающей зону субдукции Суматры. Научная группа обнаружила, что минералы осадка обезвоживались, не достигнув зоны субдукции, что привело к сильному разлому, который привел к более сильному, чем ожидалось ранее, землетрясению. [25] [26]
Первые климатические исследования IODP были сосредоточены на попытках понять азиатскую муссонную систему . Экспедиции 353, 354, 355 и 359 собирали осадки из Бенгальского залива, Андаманского и Аравийского морей. Эти отложения были вымыты с суши и в основном перенесены реками в океан, где некоторые из отложений пролежали погребенными в течение миллионов лет. Анализируя химические и физические свойства отложений, ученые узнают об эволюции роста гор, муссонных осадков, выветривания и эрозии, а также климата в регионе и в различных временных масштабах. Например, одно из таких исследований показало, что муссонные ветры, определяющие климат региона, внезапно возникли 12,9 миллиона лет назад. [27]
Научные исследования с помощью подводных приборов и основных архивов IODP, которые содержат образцы из этой и предыдущих программ океанского бурения, также дают представление о климате и тектонической истории Земли. Исследование, в котором изучались образцы, собранные со всего мира, пришло к выводу, что скорость выделения углерода сегодня в 10 раз выше, чем во время палеоцен-эоценового термического максимума или в любое время в течение последних 66 миллионов лет. [28] [29] А измерения, проведенные в Нанкайском желобе недалеко от Японии, показывают, что медленные землетрясения высвобождают около 50% энергии зоны субдукции, что имеет значение для понимания опасности цунами. [30] [31]
Статистика керна [ править ]
Октябрь 2013 г. - апрель 2022 г. (Экспедиции 349–392). [32]
| Завершено экспедиций: | Операционные дни: | Пройденное расстояние (миль): | Посещенные сайты: | Просверлены отверстия: | Ядра восстановлены: |
|---|---|---|---|---|---|
| 36 | 2,053 | 116,149 | 163 | 460 | 11,617 |
| Широта, Долгота | Географический район и круиз | |
|---|---|---|
| Самый северный участок: | 68,8° с.ш., 5,8° в.д. | Магматизм Средненорвежской континентальной окраины, экспедиция 396 |
| Самый южный участок: | 76,6° ю.ш., 174,8° з.д. | Западно-антарктический ледниковый щит моря Росса, экспедиция 374 |
| Метры | Ноги | Майлз | Географический район и круиз | |
|---|---|---|---|---|
| Самая глубокая дырка проникла: | 1,806 | 5,925 | 1.12 | IBM Rear Arc, Expedition 350, отверстие U1437E |
| Минимальная глубина воды: | 98 | 321 | 0.06 | Индонезийский проток, 356-я экспедиция |
| Самая большая глубина воды: | 5,023 | 16,481 | 3.12 | Тасманская граница, 371-я экспедиция |
| Полное проникновение (сверление и кернение): | 131,934 | 432,855 | 82.0 | |
| Общий интервал керна: | 89,389 | 293,271 | 55.5 | |
| Всего восстановлено ядро: | 65,860 | 216,077 | 40.9 | |
| Большая часть ядра извлечена за один круиз: | 6,956 | 22,822 | 4.3 | Теплый бассейн западной части Тихого океана, экспедиция 363 |
Ссылки [ править ]
- ^ Совет, Национальные исследования (2011). Научное бурение в океане: достижения и проблемы . дои : 10.17226/13232 . ISBN 978-0-309-21901-3 .
- ^ «Открытие наших океанов: наступила новая эра океанического исследовательского бурения» . физ.орг . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ Процессы Земли и жизни, обнаруженные в подводной среде: десятилетие науки, достигнутое в рамках Комплексной программы бурения океана (IODP) . Эльзевир. 03.12.2014. ISBN 9780444626110 .
- ^ Витце, Александра (2013). «Бурение пострадало от бюджетных проблем» . Природа . 501 (7468): 469–470. Бибкод : 2013Natur.501..469W . дои : 10.1038/501469а . ПМИД 24067687 . S2CID 4444436 .
- ^ «Научный план на 2013–2023 годы – IODP» . www.iodp.org . Архивировано из оригинала 9 марта 2016 г. Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ Научное бурение океана в новом десятилетии — освещение прошлого, настоящего и будущего Земли» www.nature.shu.edu.cn ( на китайском языке) : « 10.3969/j.issn.0253-9608.2015.04.001 (неактивно с 31 января) . 2024). Архивировано из оригинала 08 марта 2016 г. Проверено 07 марта 2016 г.
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка ) - ^ «Океанское бурение | NSF – Национальный научный фонд» . www.nsf.gov . 25 января 2005 г. Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «Ученые установили курс на следующее десятилетие научного бурения в океане | Лидерство в океане» . Консорциум по лидерству в океане . Архивировано из оригинала 05 апреля 2015 г. Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «Научное бурение океана прокладывает новый курс - Эос» . Эос . 15 декабря 2015 года . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «Международное бурение в океане будет следовать более простой структуре» . www.sciencemag.org . 16 ноября 2011 г. Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ ИОДП, JRSO. «Отчеты и планы программ» . iodp.tamu.edu . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ IODP, JRSO (14 июля 2014 г.). «IODP_JRSO_FY15_APP.pdf» (PDF) . Годовой план программы IODP-JRSO на 2015 ФГ . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ Курамото, Эгучи и Точко, С., Н. и С. (18 марта 2019 г.). «Д/В Чикю» (PDF) . Океанография . 32 (1): 94. doi : 10.5670/oceanog.2019.126 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ ЯМСТЕК, МарЭ3. «Набор и отбор исследовательских судов; Институт морских исследований и инженерии Земли (MarE3)» . Институт морских исследований и инженерии Земли (MarE3) . Проверено 2 марта 2023 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ ЯМСТЕК, МарЭ3. «Миссия MarE3; Институт морских исследований и инженерии Земли (MarE3); JAMSTEC» . Институт морских исследований и инженерии Земли (MarE3) . Проверено 2 марта 2023 г.
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ ЭКОРД. «ESO - Научный оператор ECORD - ECORD: Европейский консорциум по бурению для исследования океана» . Европейский консорциум по бурению для исследования океана . Проверено 2 марта 2023 г.
- ^ ЭКОРД. «Брошюры - ECORD: Европейский консорциум по бурению для исследования океана» . Европейский консорциум по бурению для исследования океана . Проверено 3 февраля 2023 г.
- ^ «Принципы научных исследований – IODP» . iodp.org . Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ «Репозитории — IODP» . iodp.org . Архивировано из оригинала 5 марта 2016 г. Проверено 7 марта 2016 г.
- ^ Маклауд, CJ; Дик, HJ; Блюм, П.; Ученые Экспедиции 360, И. (01 февраля 2016 г.). «Природа интрузивной коры и Мохо на медленно спрединговых хребтах: этап SloMo 1 (экспедиция IODP 360)». Тезисы осеннего собрания АГУ . 23 : OS23F–01. Бибкод : 2016AGUFMOS23F..01M .
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Перкинс, Сид. «Длившиеся десятилетиями попытки бурить мантию Земли могут вскоре привести к печальным последствиям» . Смитсоновский институт . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ «Обновлено: бурение ударного кратера, убившего динозавров, объясняет наличие погребенных круглых холмов» . Наука | АААС . 02.05.2016 . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ Самнер, Томас (17 ноября 2016 г.). «Как внутри кратера образуется кольцо гор» . Новости науки . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ Холли, Питер. «Почему эти исследователи считают, что динозавры были в нескольких минутах от вымирания» . Вашингтон Пост .
- ^ Хюперс, Андре; Торрес, Марта Э.; Овари, Сатоко; Макнил, Лиза С.; Дуган, Брэндон; Хенсток, Тимоти Дж.; Милликен, Китти Л.; Петронотис, Катерина Е.; Бэкман, Январь (26 мая 2017 г.). «Выброс минеральной воды перед субдукцией, связанный с неглубоким сейсмогенным сдвигом у Суматры» (PDF) . Наука . 356 (6340): 841–844. Бибкод : 2017Sci...356..841H . дои : 10.1126/science.aal3429 . HDL : 2158/1091098 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 28546210 . S2CID 206655214 .
- ^ «Исследователи пытаются понять, почему землетрясение на Суматре было таким сильным» . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ Самнер, Томас (24 августа 2016 г.). «Муссонные ветры в Индии появились почти 13 миллионов лет назад» . Новости науки . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ «То, что мы делаем с Землей, не имеет аналогов за последние 66 миллионов лет, — говорят ученые» . Вашингтон Пост . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ Зибе, Ричард Э.; Риджвелл, Энди; Захос, Джеймс К. (апрель 2016 г.). «Темпы антропогенного выброса углерода беспрецедентны за последние 66 миллионов лет» . Природа Геонауки . 9 (4): 325–329. Бибкод : 2016NatGe...9..325Z . дои : 10.1038/ngeo2681 . hdl : 1983/d9f7791f-7a9a-445e-acc0-4dd3d7680409 . ISSN 1752-0894 . S2CID 54493709 .
- ^ Араки, Эйитиро; Саффер, Демиан М.; Копф, Ахим Дж.; Уоллес, Лаура М .; Кимура, Тошинори; Мачида, Юя; Иде, Сатоши; Дэвис, Эрл; Ученые, борт корабля 365-й экспедиции IODP (16 июня 2017 г.). «Повторяющиеся и спровоцированные события медленного скольжения возле траншеи в субдукционном меганадвиге Нанкайского желоба» . Наука . 356 (6343): 1157–1160. дои : 10.1126/science.aan3120 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 28619941 . S2CID 206659506 .
{{cite journal}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ «Медленные землетрясения в зонах субдукции океана проливают свет на риск цунами | NSF – Национальный научный фонд» . www.nsf.gov . Проверено 23 июля 2017 г.
- ^ ИОДП, JRSO. «Статистика выборки по разрешению JOIDES» . iodp.tamu.edu . Проверено 2 марта 2023 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Международная программа открытия океана (официальный сайт)
- JOIDES Разрешение Научный оператор
- Центр глубоких исследований Земли
- Европейский консорциум по океаническому исследовательскому бурению
- JOIDES Резолюция Образовательный сайт
- ANZIC - Веб-сайт Консорциума Международной программы открытия океана Австралии и Новой Зеландии.