Инициатива Британского Срединно-океанического хребта
Британская инициатива Срединно-океанического хребта (Программа BRIDGE) представляла собой междисциплинарное научное исследование создания земной коры в глубоких океанах. Он финансировался Советом по исследованию окружающей среды Великобритании ( NERC ) с 1993 по 1999 год.
Срединно-океанические хребты
[ редактировать ]Срединно-океанические хребты — это активные вулканические горные хребты, извивающиеся в глубинах океанов Земли. Земли Они возникают там, где края тектонических плит расходятся, позволяя мантийным породам подниматься на морское дно и затвердевать, создавая новую кору . Добавление этой коры может привести к расширению океанских бассейнов перпендикулярно хребту. Это расширение морского дна является двигателем дрейфа континентов . [ а ] Вдоль срединно-океанических хребтов с морского дна вырываются перегретые богатые минералами жидкости. Эти гидротермальные источники населены видами животных и бактерий, которых нет больше нигде на Земле. [ 1 ]
МОСТ исследовал геологическое положение хребта, геохимию жерловых жидкостей и способы выживания биологических сообществ в этой явно враждебной среде. Для достижения этой цели в рамках программы были разработаны новые глубоководные технологии для развертывания с надводных кораблей и обитаемых подводных лодок. Он также проводил экспериментальные исследования механической и химической природы горных пород и подстилающей коры в этих активных вулканических регионах. Масштаб исследования варьировался от обширных региональных исследований, картирующих неисследованное морское дно, до микроскопических и химических анализов в отдельных жерловых местах. Для достижения целей программы работа была сосредоточена в пяти контрастирующих местах: Срединно-Атлантический хребет на 24–30° с.ш.; Срединно-Атлантический хребет на 36–39° с.ш.; Исландия и хребет Рейкьянес на юго-западе от нее; задуговой бассейн Скотия (ЮЗ Атлантики); и бассейн Лау (юго-западная часть Тихого океана). В этих областях проводились интенсивные локальные исследования. [ бл 1 ]
Предыстория BRIDGE
[ редактировать ]Идея британской программы исследования срединно-океанических хребтов была разработана профессорами Джо Канном из Университета Лидса и Роджером Сирлом из Даремского университета после того, как они посетили встречу в Орегоне в 1987 году, на которой была предложена идея американской программы исследования срединно-океанических хребтов (RIDGE). Программа) находится в стадии разработки. [ 2-й этаж ] [ б ] В Великобритании исследователи многих дисциплин уже изучали срединно-океанические хребты, но считалось, что эти исследования можно лучше интегрировать для разработки новых междисциплинарных подходов, дающих результаты более широкого значения. [ 2 ]
Бренд исследований «МОСТ» начался еще до того, как исследовательский совет начал искать финансирование для официальной программы. Имя BRIDGE было упомянуто в газете The Independent в феврале 1989 года. [ 3-й этаж ] К этому времени сообщество исследователей в этой области называло себя Консорциумом BRIDGE. К 1990 году глубоководные научные круизы стали называться МОСТОВЫМИ круизами. [ бнл 4 ] Первый информационный бюллетень BRIDGE появился в 1991 году.
Как только идея BRIDGE возникла, в Совет по исследованию окружающей среды была подана заявка на финансирование. Это было успешным, и в 1993 году началось полное финансирование программы, которая продлилась до 1999 года. [ бнл 5 ] Окончательный бюджет составил 13 миллионов фунтов стерлингов. [ с ]
Цели
[ редактировать ]- Инвестировать в исследования британских срединно-океанических хребтов, чтобы увеличить как человеческие навыки, так и инструментальные ресурсы.
- Использовать как существующие возможности, так и вновь разработанные инструменты для решения некоторых фундаментальных научных проблем, касающихся срединно-океанических хребтов.
- Расширить исследования срединно-океанических хребтов Великобритании, включив в них более широкий спектр навыков и новых методов.
- Стремиться получить как прямую, так и косвенную коммерческую выгоду от исследования срединно-океанических хребтов.
- Поддерживать связь с другими национальными программами, чтобы максимизировать выгоды от британской деятельности. [ 2 ]
Эта последняя цель была достигнута напрямую и за счет участия в международной сети InterRidge .
Цели
[ редактировать ]- Проводить важнейшие наблюдения, эксперименты и моделирование, направленные на решение фундаментальных научных задач.
- Провести базовые исследования, необходимые для проведения как региональных, так и местных исследований.
- Разработать новые морские приборы для использования в экспериментах.
- Получить доступ к исследовательским транспортным средствам и инструментам, необходимым для проведения научных исследований.
- Привлечь ученых из различных дисциплин к участию в исследованиях срединно-океанических хребтов.
- Консультироваться с сообществом морских приборов Великобритании для уточнения требований и возможностей новых приборов.
- Обеспечить активное участие британского биотехнологического сообщества в исследованиях срединно-океанических хребтов.
- Разрабатывать и обновлять планы, которые позволят достичь этих целей и задач. [ 2 ]
Научные проблемы
[ редактировать ]Из широкого спектра научных проблем, которые могут быть решены с помощью исследований срединно-океанических хребтов, BRIDGE выделил шесть, которые имеют наибольшее значение для исследований в Великобритании.
- Как трехмерная структура срединно-океанических хребтов и особенно их сегментация трансформными разломами и подобными особенностями связана с физическими свойствами и динамикой подстилающей мантии Земли?
- Может ли геохимия лав, извергающихся на срединно-океанических хребтах, дать представление о масштабах и происхождении неоднородностей в подстилающей мантии?
- Какова природа магматической водопроводной системы в земной коре и верхней мантии ниже срединно-океанических хребтов?
- Как скорость потока и геохимический состав гидротермальных флюидов Черного курильщика меняются со временем и что вызывает эти изменения? Может ли это помочь нам лучше понять происхождение месторождений руды, обнаруженных на суше?
- Как бактерии, живущие вокруг горячих источников черных курильщиков, выживают при высоких температурах и токсичной среде? Могут ли эти возможности быть использованы в биотехнологии?
- Как химические и биологические процессы в жерлах черного курильщика влияют на глобальный поток химических веществ в океан и из него? Контролируется ли уровень питательных веществ в океанах частично за счет срединно-океанических хребтов? [ 2 ]
Структура программы
[ редактировать ]Наука
[ редактировать ]Научные цели и задачи программы определялись международным руководящим комитетом, который собирался два раза в год. В рамках программы проводилась серия ежегодных раундов финансирования, на которые ученые и инженеры в этой области представляли предложения по исследованиям. После рецензирования каждого предложения независимыми экспертами руководящий комитет оценил предложения с наиболее высокими оценками по их научным достоинствам и вкладу в достижение целей программы. Этот короткий список затем был рекомендован НКРЭ для финансирования. [ бнл 6 ]
Управление
[ редактировать ]С 1993 по 1995 год управление программой (текущее администрирование и надзор за бюджетом) осуществлялось головным офисом NERC в Суиндоне . Отдельная роль координатора по науке (включающая, помимо прочего, ответственность за расширение Консорциума BRIDGE, организацию национальных конференций и публикацию информационного бюллетеня) выполнялась в Университете Лидса, где главный научный сотрудник BRIDGE Джо Канн был председателем отдела наук о Земле .
В 1995 году НКРЭ начала заключать контракты на управление своими крупными программами. [ квартир 7 ] Руководство программы BRIDGE взяло на себя роль координации научной деятельности, и был назначен новый менеджер программы в Университете Лидса. Офис Leeds BRIDGE был центром программы до конца марта 1999 года, после чего завершением программы руководил NERC. [ бнл 8 ]
Содержание программы
[ редактировать ]BRIDGE профинансировал 44 исследовательских проекта: 4 междисциплинарных; 15 геология; 6 биология; 11 исследований гидротермальной среды жерловых полей (9 дна океана и 2 вышележащей водной толщи); и 8 инженерных проектов по разработке необходимых технологий. [ д ] В этой программе приняли участие более 200 ученых из 28 исследовательских центров Великобритании. [ бнл 9 ] Было совершено 26 глубоководных исследовательских рейсов BRIDGE в Северную Атлантику, юго-западную часть Атлантического океана, юго-восточную часть Тихого океана, юго-западную часть Тихого океана и Индийский океан, 18 из которых напрямую финансировались программой. [ 10 м² ]
Результаты
[ редактировать ]Для обсуждения и пропаганды результатов программы BRIDGE организовала собственные научные конференции в Даремском университете (1991 г.), Лаборатории Дикона Института океанографических наук ( IOSDL ), Уормли (1992 г.), Университете Лидса (1993 г.), Оксфордском университете (1994 г.), Геологическом университете. Лондонское общество (1994, 1995 и 1997 годы), Кембриджский университет (1996 год), Саутгемптонский океанографический центр (1997 год) и Бристольский университет (1998). [ бнл 11 ] Кроме того, о науке BRIDGE сообщалось на других встречах на национальном и международном уровне, например: на Королевского общества « встрече Срединно-океанические хребты: динамика процессов, связанных с созданием новой океанической коры» (1996), [ 12 м² ] 1996 года Британской ассоциации содействия развитию науки ежегодный научный фестиваль в Бирмингеме в рамках сессии BRIDGE под названием «Бездонный ад: вулканы морского дна, горячие источники и экзотическая жизнь на срединно-океанических хребтах» , [ 13 мкр ] в Geoscience 98 , Кильский университет (1998 г.), [ 14 м² ] на встрече «Технологии глубоководных геологических исследований» в Лондонском геологическом обществе (1998 г.) [ 15 м² ] и на собраниях Американского геофизического союза . [ 3 ]
Результатом трех конференций BRIDGE были опубликованы книги Лондонского геологического общества, в которых более подробно представлены научные данные, представленные на встречах. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
На протяжении всей программы результаты быстро публиковались в информационном бюллетене BRIDGE . По стилю это был академический журнал (но без рецензирования ), включавший результаты науки BRIDGE вместе с объявлениями конференций, отчетами о встречах, отчетами о круизах, обновлениями программ срединно-океанических хребтов других стран и общими новостями, имеющими отношение к этой области исследований. . [ и ] Он выходил два раза в год весной и осенью. Первый выпуск из восьми сшитых листов появился в августе 1991 года, но после начала финансирования NERC он был напечатан и переплетен в коммерческих целях. К 10-му выпуску, вышедшему в апреле 1996 года, он увеличился до 100 страниц и был распространен среди более чем 600 исследователей и заинтересованных сторон в 20 странах. [ 16 м² ] Последний информационный бюллетень, № 17, был выпущен осенью 1999 года как журнал под названием «Пламенная бездна. Исследование Новой Земли», в котором подводятся итоги программы и ее результатов на тот момент. [ 7 ] 16 ноября 1999 года в Музее естественной истории в Лондоне эти результаты были представлены приглашенным гостям на официальном завершении программного собрания.
По завершении программы Джо Канн сообщил: «В результате инициативы BRIDGE несколько групп британских ученых оказались в авангарде международных исследований в области науки о срединно-океанических хребтах. Области специализации этих ученых варьируются от морской геофизики до геодинамики. от физической и химической океанографии до морской биологии». [ 8 ] «Каждая область имела успех. Вот несколько примеров. Мы обнаружили новые лужи расплавленной породы ниже дна океана там, где их не ожидалось. Мы обнаружили большие поля горячих источников, где, по мудрости того времени, их не должно было быть. Мы последовали за ними. странный жизненный цикл слепых креветок, обитающих вокруг горячих источников в Атлантике. Мы сделали гидролокационные снимки первого из семейства огромных разломов, которые прорезают дно океана, вынося на поверхность глубокие породы. Мы показали, как течение одного из них. больших полей с горячими источниками пострадало в результате научного бурения. Мы проследили взаимоотношения между животными в сообществах горячих источников вверх и вниз по Атлантике. Мы также создали новые инструменты, которые могут работать в этих враждебных регионах». [ 17 м² ]
Наследие
[ редактировать ]Помимо результатов исследований, которые до сих пор цитируются, [ 9 ] Программа BRIDGE оставила междисциплинарному сообществу глубоководных ученых проверенный опыт сотрудничества и новое оборудование для работы на глубинах более 3500 метров. [ 18 м² ]
МОСТОВОЕ оборудование
[ редактировать ]Компания BRIDGE приобрела для исследовательского флота Великобритании Simrad многолучевой эхолот для картографирования морского дна с надводного корабля. Чтобы повысить детализацию любых географических областей, представляющих интерес, компания также профинансировала модернизацию существующего британского буксируемого океанского донного прибора (TOBI) , который делал 3D-изображения морского дна, когда его буксировали на высоте 300 метров над дном океана. TOBI был модифицирован для увеличения его разрешения, добавления гирокомпаса и трехкомпонентного магнитометра для измерения магнитного поля породы морского дна, по которой его буксировали. [ 19 м² ]
Буксируемый прибор BRIDGE (BRIDGET) был разработан для поиска и изучения шлейфов теплых, богатых минералами флюидов, поднимающихся в толщу воды из жерловых полей. Этот «анализатор горячих источников» буксировался на глубине позади корабля в районах, где предположительно возникали жерловые поля, и передавал геохимические данные обратно на корабль в режиме реального времени. [ 20 м² ]
Как только поля были обнаружены, жидкости, выходящие с морского дна, можно было изучать непосредственно с помощью прибора MEDUSA . Развернутый с помощью аппарата глубокого погружения , он может быть размещен над отдельными вентиляционными отверстиями на продолжительные периоды времени, чтобы регистрировать характеристики жидкостей по мере их появления. К моменту завершения программы BRIDGE шесть инструментов MEDUSA были построены при финансовой поддержке BRIDGE, еще три были построены для Геологической службы Японии , а следующее поколение разрабатывалось для различных агентств США, включая НАСА . [ 21 кв . ]
Для исследования пород срединно-океанического хребта был разработан новый глубоководный бур BRIDGE Drill , который маркировал керн во время бурения. Маркировка керна позволила определить первоначальную ориентацию керна с севера на юг после его удаления. Это позволило определить магнитное выравнивание породы, из которой был взят образец, и предоставить информацию о движениях морского дна, которые произошли после образования породы. [ 22 кв.л. ]
Для изучения распространения животных, обитающих на жерловых полях, биологи разработали пробоотборник планктонных личинок для молекулярного анализа (PLASMA) . Он был разработан для отбора проб воды и улавливания личинок животных, обитающих вокруг вентиляционных отверстий. ПЛАЗМУ можно было бы оставить на морском дне вблизи жерлового поля, если потребуется, отбирая образцы через запрограммированные интервалы и сохраняя личинки для анализа ДНК после восстановления оборудования. [ 23 м² ]
Архив данных BRIDGE
[ редактировать ]BRIDGE собрал и обобщил: многолучевую батиметрию , гидролокационные изображения, сейсмические данные, электромагнитные данные, гравиметрию , петрологию (включая разрезы горных пород, керны, отложения и аналитические данные), химическую и физическую океанографию (пробы и аналитические данные), макро- и микробиологию (образцы). , кино и аналитические данные); числовые модели и аудиовизуальные записи. [ 10 ] Для будущих исследователей в Национальном океанографическом центре Великобритании в Саутгемптоне был размещен архив данных BRIDGE . [ 24 м² ]
Примечания
[ редактировать ]- ^ Объяснение разрушения земной коры в других частях океанов, без которого кора постоянно росла бы, см. в статье « Субдукция».
- ^ Программа междисциплинарных глобальных экспериментов Риджа в США (RIDGE) финансировалась Национальным научным фондом с 1989 года и перешла во вторую фазу в 1999 году как RIDGE 2000 .
- ^ По обменному курсу 1999 года: 20 миллионов евро или 21 миллион долларов США.
- ^ Все проекты перечислены в информационном бюллетене BRIDGE № 13: стр. 12–13. Отчеты 16 из них обобщены в информационных бюллетенях 14 : стр. 14–25 и 15 : стр. 52–55.
- ^ Статьи, опубликованные в выпусках были перечислены 1–12, в информационном бюллетене BRIDGE № 13: стр. 73–82.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Роджерс, AD; Тайлер, Пенсильвания; Коннелли, ДП; Копли, Дж. Т.; Джеймс, Р.; Лартер, Р.Д.; и др. (2012). «Открытие новых глубоководных гидротермальных сообществ в Южном океане и последствия для биогеографии» . ПЛОС Биология . 10 (1): e1001234. дои : 10.1371/journal.pbio.1001234 . ПМК 3250512 . ПМИД 22235194 .
- ^ Перейти обратно: а б с д Совет по исследованию природной среды (1993). МОСТ: Британская инициатива Срединно-океанического хребта . Суиндон: НКРЭ. п. Предисловие + 13стр. (известный как МОСТ Глянцевый ).
- ^ Информационный бюллетень МОСТ . № 1–17. 1991–1999. ISSN 1364-8721 .
{{cite magazine}}
: Отсутствует или пусто|title=
( помощь ) - ^ Парсон, LM; Уокер, CL; Диксон, Д.Р., ред. (1995). «Гидротермальные источники и процессы» . Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . Специальное издание № 87. 87 (1). Лондон: Лондонское геологическое общество.
- ^ Маклауд, CJ; Тайлер, Пенсильвания; Уокер, CL, ред. (1996). «Тектоническая, магматическая, гидротермальная и биологическая сегментация срединно-океанических хребтов» . Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . Специальное издание № 118. 118 (1). Лондон: Лондонское геологическое общество.
- ^ Миллс, РА; Харрисон, К., ред. (1998). «Современные процессы на дне океана и геологические данные» . Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . Специальное издание № 148. 148 (1). Лондон: Лондонское геологическое общество.
- ^ Боулер, С., изд. (1999). Огненная бездна: исследование новой Земли . Информационный бюллетень BRIDGE № 17. Суиндон: NERC. стр. 48стр. ISSN 1364-8721 . Текст онлайн здесь или здесь . Проверено 9 октября 2015 г.
- ^ Британская инициатива Срединно-океанического хребта (1998 г.). Годовой отчет BRIDGE Совету по науке о Земле и технологиям NERC . п. 3 стр. (Внутренний документ NERC. Копия видна первому автору этой статьи.).
- ^ Продель, К.; Муни, WD (2012). Исследование земной коры: история и результаты сейсмологии с контролируемыми источниками . Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. стр. 43, 625, 633. ISBN. 978-0-8137-1208-6 .
- ^ Харрисон, К. (1998). «Все о МОСТЕ: Инициатива Британского Срединно-океанического хребта» (PDF) . Океанский вызов . 8 (1): 30–34. ISSN 0959-0161 . Проверено 16 октября 2015 г.
Ссылки на страницы информационного бюллетеня BRIDGE
[ редактировать ]- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 14 (весна 1998 г.): задняя обложка.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13 (осень 1997 г.): с. 12 и № 17 (осень 1999 г.): с. 7
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: с. 12
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 15 (осень 1998 г.): стр. 64
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: с. 13
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 9 (осень 1995 г.): с. 59
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 8 (весна 1995 г.): с. 66
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16 (весна 1999 г.): стр. 3
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 17: с. 2
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 15: с. 64
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16: с. 51
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 10 (весна 1996 г.): стр. 64–65.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 10: с. 36
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: с. 71
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16: стр. 52–65.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: с. 13
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 17: с. 7
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 17: стр. 42–45.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16: стр. 57–58 и № 17: стр. 43–44.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16: с. 59 и № 17: стр. 7 и 30.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 16: стр. 54–55 и № 17: стр. 44
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: стр. 17–19, № 15: стр. 18–20 и 16 : стр. 53–54.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 15: стр. 26–29.
- ^ Информационный бюллетень BRIDGE № 13: стр. 9–11, № 14: стр. 34 и № 17: стр. 34. 45