International Discovery Программа Ocean (IODP) является международным морским научное сотрудничество , посвященный продвижению научного понимания Земли через бурение, отбор керна и мониторинг subseafloor. Исследования, проводимые с использованием образцов и данных IODP, улучшают научное понимание меняющегося климата и состояния океана, происхождения древней жизни, рисков, связанных с геологическими опасностями , а также структуры и процессов тектонических плит и верхней части мантии Земли . IODP началось в 2013 году и основано на исследованиях четырех предыдущих программ научного бурения в океане: Project Mohole , Deep Sea Drilling Project , Ocean Drilling Program иКомплексная программа морского бурения . [1] [2] Вместе эти программы представляют собой наиболее продолжительное и наиболее успешное международное сотрудничество в области наук о Земле. [3] [4]
Научный объем
Научный объем IODP изложен в научном плане программы « Освещение прошлого, настоящего и будущего Земли» . Научный план охватывает 10-летний период работы и состоит из списка научных задач, которые разделены на четыре темы: «Климат и изменение океана», «Границы биосферы», «Связь с Землей» и «Земля в движении». [5] [6] Научный план был разработан международным научным сообществом для определения наиболее приоритетных научных дисциплин для программы. [7] [8]
Финансирование и операции IODP
IODP использует несколько буровых платформ ( JOIDES Resolution , Chikyu и платформы для конкретных задач) для доступа к различным подводным средам во время исследовательских экспедиций. Эти объекты финансируются Национальным научным фондом США (NSF), Министерством образования, культуры, спорта, науки и технологий Японии (MEXT) и Европейским консорциумом по исследованию океана и бурением (ECORD), а также Министерством науки и технологий Японии. Китайская Народная Республика (MOST), Корейский институт геолого- геофизических исследований и минеральных ресурсов (KIGAM), Австралийско-новозеландский консорциум IODP (ANZIC), Министерство наук о Земле Индии (MoES) и Координация по совершенствованию кадров высшего образования Бразилии (CAPES) ). Вместе эти организации представляют собой коалицию из более чем двух десятков стран. Модель финансирования IODP отличается от Интегрированной программы морского бурения тем, что NSF, MEXT и ECORD управляют своей собственной буровой платформой. Международные партнеры напрямую оплачивают эксплуатационные расходы буровых платформ в обмен на научное участие в экспедициях и места в консультативных группах. [9] [10]
Экспедиции IODP основаны на исследовательских предложениях, представленных учеными, которые направлены на достижение целей, описанных в научном плане программы. Консультативные группы международных экспертов затем тщательно оценивают предложение на предмет качества научных исследований, осуществимости, безопасности и любых экологических проблем. Предложения, которые признаны высококачественными, направляются в соответствующий совет учреждения ( Совет по разрешению проблем JOIDES, Совет IODP Chikyu и Совет по организации ECORD) для составления графика.
IODP публикует подробный отчет о результатах и предоставляет все образцы и керны в свободный доступ. [11] Политика открытых данных IODP обеспечивает глобальный доступ к информации, собранной программой, и позволяет ученым использовать данные нескольких экспедиций для исследования новых гипотез.
Керны, собранные во время экспедиций, хранятся в базовых репозиториях IODP в Бремене, Германия (IODP Bremen Core Repository), College Station, Texas (IODP Gulf Coast Repository) и Кочи, Япония (Kochi Core Center). Ученые могут посетить любой из объектов для исследования на месте или запросить ссуду для учебных целей / анализа. Архивные керны включают не только образцы IODP, но и образцы, полученные в рамках проекта Deep Sea Drilling Project, Ocean Drilling Program и Integrated Ocean Drilling Program. [12]
Итоги
Экспедиции IODP исследовали широкий круг тем наук о Земле, включая прошлые климатические и океанические условия, муссонные системы, сейсмогенные зоны, формирование континентальной коры и океанических бассейнов, основные события вымирания , роль серпентинизации в формировании гидротермальных систем и температуры. пределы жизни в глубокой биосфере .
Ранний результат программы восходит к первоначальной мотивации научного бурения в океане с помощью проекта Mohole - бурения и отбора проб через разрыв Мохоровичич (Мохо) и в верхнюю часть мантии Земли. Expedition 360 была начальной частью многофазного проекта, целью которого, среди прочего, является первый прямой пробы мантии. Экспедиция проходила недалеко от Юго-Западного Индийского хребта в месте, где кора особенно тонкая из-за образования комплекса океанического ядра . Экспедиция 360 завершила бурение 790 метров, и IODP планирует вернуться на площадку в ближайшие годы для продолжения исследований. [13] [14]
Экспедиция 364 опробовала пиковое кольцо ударного кратера Чиксулуб , который похоронен на берегу недалеко от полуострова Юкатан. Чиксулуб - единственный хорошо сохранившийся кратер на Земле с пиковым кольцом, образовавшийся, когда астероид врезался в планету 66 миллионов лет назад, убив динозавров и большую часть жизни на планете. Анализ собранных образцов и данных показывает, что в результате удара астероида камни из глубины Земли взорвались и образовали большие горы пикового кольца за считанные минуты. Отложения, расположенные над кольцом пиков, также являются свидетельством того, как жизнь вернулась в этот район после массового вымирания. [15] [16] [17]
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 и анализу отложений и горных пород с океанической плиты, питающей зону субдукции Суматры. Научная группа обнаружила, что минералы осадка обезвоживаются до того, как достигли зоны субдукции, что привело к сильному разлому, который позволил произойти более сильному, чем ожидалось ранее, землетрясению. [18] [19]
Первые исследования климата IODP были сосредоточены на попытках понять азиатскую муссонную систему . Экспедиции 353, 354, 355 и 359 собирали отложения в Бенгальском заливе, Андаманском и Аравийском морях. Эти отложения были вымыты с суши и в основном унесены реками в океан, где некоторые из отложений лежали 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 во многих временных масштабах. Например, одно из таких исследований обнаружило, что муссонные ветры, влияющие на климат региона, возникли внезапно 12,9 миллиона лет назад. [20]
Научные исследования с использованием подводных инструментов и керновых архивов IODP, которые содержат образцы из этой и предыдущих программ бурения в океане, также дают представление о климате и тектонической истории Земли. Исследование, изучающее образцы, собранные со всего мира, пришло к выводу, что скорость выделения углерода сегодня в 10 раз выше, чем во время палеоценового эоценового теплового максимума или в любое время за последние 66 миллионов лет. [21] [22] И измерения, проведенные в Нанкайском желобе около Японии, показывают, что землетрясения с медленным скольжением высвобождают около 50% энергии зоны субдукции, что имеет значение для понимания опасности цунами. [23] [24]
Рекомендации
- ^ Совет, Национальные исследования (2011). Научное бурение в океане: достижения и проблемы . DOI : 10.17226 / 13232 . ISBN 978-0-309-21901-3.
- ^ «Открытие наших океанов: наступила новая эра морского исследовательского бурения» . Phys.org . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ Земные и жизненные процессы, обнаруженные в подводной среде: десятилетие науки, достигнутое в рамках Комплексной программы океанского бурения (IODP) . Эльзевир. 2014-12-03. ISBN 9780444626110.
- ^ Витце, Александра (2013). «Бурение пострадало от бюджетных проблем». Природа . 501 (7468): 469–470. Bibcode : 2013Natur.501..469W . DOI : 10.1038 / 501469a . PMID 24067687 . S2CID 4444436 .
- ^ «Научный план на 2013–2023 гг. - IODP» . www.iodp.org . Архивировано из оригинала на 2016-03-09 . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ "新 十年 科学 大洋 钻探 - 照亮 地球 的 过去 、 现在 和 未来" . www.nature.shu.edu.cn (на китайском языке). DOI : 10,3969 / j.issn.0253-9608.2015.04.001 (неактивный 2021-01-13). Архивировано из оригинала на 2016-03-08 . Проверено 7 марта 2016 .CS1 maint: DOI неактивен с января 2021 г. ( ссылка )
- ^ "Ocean Drilling | NSF - Национальный научный фонд" . www.nsf.gov . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ "Ученые установили курс на следующее десятилетие научного бурения в океане | Мировое лидерство" . Консорциум лидерства в океане . Архивировано из оригинала на 2015-04-05 . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ "Научные карты морского бурения - новый курс - Eos" . Эос . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ «Международное океаническое бурение для более простой структуры» . www.sciencemag.org . 2011-11-16 . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ «Принципы научных исследований - IODP» . iodp.org . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ «Репозитории - IODP» . iodp.org . Архивировано из оригинала на 2016-03-05 . Проверено 7 марта 2016 .
- ^ МакЛауд, CJ; Дик, HJ; Blum, P .; Ученые Экспедиции 360, И. (2016-02-01). «Природа навязчивой коры и Мохо на более медленных хребтах: этап SloMo 1 (IODP Expedition 360)». Тезисы осеннего собрания AGU . 23 : OS23F – 01. Bibcode : 2016AGUFMOS23F..01M .
- ^ Перкинс, Сид. «Десятилетия поисков, чтобы пробурить мантию Земли, может скоро ударить по Pay Dirt» . Смитсоновский институт . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ «Обновлено: бурение ударного кратера, убивающего динозавров, объясняет скрытые круглые холмы» . Наука | AAAS . 2016-05-02 . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ Самнер, Томас (2016-11-17). «Как кольцо гор образуется внутри кратера» . Новости науки . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ Холли, Питер. «Почему эти исследователи думают, что динозавры были в нескольких минутах от вымирания» . Вашингтон Пост .
- ^ Хуперс, Андре; Торрес, Марта Э .; Овари, Сатоко; Макнил, Лиза С.; Дуган, Брэндон; Хенсток, Тимоти Дж .; Милликен, Китти Л .; Петронотис, Катерина Е .; Бакман, янв (2017-05-26). «Выпуск связанной с минералами воды перед субдукцией, связанной с неглубоким сейсмогенным оползнем у Суматры» (PDF) . Наука . 356 (6340): 841–844. Bibcode : 2017Sci ... 356..841H . DOI : 10.1126 / science.aal3429 . hdl : 2158/1091098 . ISSN 0036-8075 . PMID 28546210 . S2CID 206655214 .
- ^ «Исследователи копают глубже, чтобы понять, почему землетрясение на Суматре было таким сильным» . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ Самнер, Томас (2016-08-24). «История муссонных ветров в Индии составляет почти 13 миллионов лет» . Новости науки . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ https://www.facebook.com/chriscmooney . «То, что мы делаем с Землей, не имеет аналогов через 66 миллионов лет, - говорят ученые» . Вашингтон Пост . Проверено 23 июля 2017 .
- ^ Зибе, Ричард Э .; Риджвелл, Энди; Захос, Джеймс С. (апрель 2016 г.). «Скорость антропогенного выброса углерода беспрецедентна за последние 66 миллионов лет» . Природа Геонауки . 9 (4): 325–329. Bibcode : 2016NatGe ... 9..325Z . DOI : 10.1038 / ngeo2681 . HDL : 1983 / d9f7791f-7a9a-445e-acc0-4dd3d7680409 . ISSN 1752-0894 .
- ^ Араки, Эйитиро; Саффер, Демиан М .; Kopf, Achim J .; Уоллес, Лаура М .; Кимура, Тошинори; Мачида, Юя; Иде, Сатоши; Дэвис, Эрл; Ученые, корабль IODP Expedition 365 (2017-06-16). «Повторяющиеся и инициированные событиями медленного скольжения возле желоба на мегапороне субдукции Нанкайского прогиба» . Наука . 356 (6343): 1157–1160. DOI : 10.1126 / science.aan3120 . ISSN 0036-8075 . PMID 28619941 . S2CID 206659506 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
- ^ «Медленные землетрясения в зонах субдукции океана проливают свет на риск цунами | NSF - Национальный научный фонд» . www.nsf.gov . Проверено 23 июля 2017 .
Внешние ссылки
- Международная программа открытия океана (официальный сайт)
- JOIDES Resolution Science Operator
- Центр исследования глубин Земли
- Европейский консорциум по исследованию океана и бурению
- Веб-сайт JOIDES Resolution Education
- ANZIC - веб-сайт консорциума Австралийско-новозеландской международной программы открытия океана
Смотрите также
- Проект Мохол
- Проект глубоководного бурения
- Комплексная программа морского бурения
- Международная континентальная программа научного бурения
- Научное бурение
- Морская геология