深海钻探计划的成就

作者&投稿:闭娟 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

从1968年8月 11日开始至1983年11月计划结束,“格洛玛·挑战者”号船完成了96个航次,钻探站位624个,实际钻井逾千口,航程超过 60万公里,回收岩心 9.5万多米。除冰雪覆盖的北冰洋以外,钻井遍及世界各大洋。深海钻探的原始资料与成果按每个航次一卷汇编成《深海钻探计划初步报告》(Initial Reportsof the Deep Sea Drilling Project),至1985年已出版80余卷。
深海钻探取得的大批资料弥补了近代地质学在深海地质方面的空白,验证了海底扩张说和板块构造说的基本论点,提供了中生代(2亿年)以来古海洋学的第一手资料,极大地推动了海洋地质学的发展,对近代地质理论和实践作出了卓越的贡献。“深海钻探计划”的主要成果有以下几方面:
验证了海底扩张和板块构造说  60年代初、中期,海底扩张说和板块构造说先后问世,许多地质学家疑信参半。深海钻探计划开始实施恰与这些新思想的出现同时。因此,验证这些思想就成为该计划的首要任务。
① 证实了海底扩张与洋壳生长。深海钻探计划证实大洋地壳确实比陆壳年青得多,最老的岩石未超过1.7亿年。钻探得出的年龄证明,F.J.瓦因等根据海底扩张思想对海底条带状磁异常作出的年龄预测基本上是正确的。随着远离大洋中脊,洋壳年龄呈线性增加,上覆沉积物底部层位时代逐渐变老,沉积层逐渐增厚。
海底在扩张过程中伴随着冷却沉降,导致洋壳的埋藏深度自脊顶向两侧逐渐增大。1971年和1973年J.G.斯克莱特据此从理论上提出洋壳深度与年龄的关系曲线。大西洋和太平洋的钻探成果证实了这一曲线的可靠性,从而可以根据斯克莱特曲线推算古海底的深度。
被动大陆边缘的深海钻探成果,进一步论证了陆壳引张变薄,以至完全裂开,形成新洋壳的演化过程。一些幼年海洋就是大陆裂开后初始海底扩张作用的产物。在红海,23B航次证实,近240万年来,该海盆以每年0.9厘米的速度扩张。加利福尼亚湾的钻探表明,湾内的轴部盆地是近400万年的海底扩张形成的。
② 证实俯冲增生和构造侵蚀作用。板块构造理论认为,在俯冲过程中,大洋板块上的深海沉积物和火成岩被刮落下来,沿海沟内壁不断增生,构成混杂的增生楔形体。新的物质不断自下方楔入,将老的混杂岩体逐一向上顶举,理应产生一套上老下新的序列。深海钻探果然在美国西岸外的阿斯托里亚海底扇和阿拉斯加海沟发现了由变形沉积物组成的增生楔形体。在中美海沟,见到沟壁上方为中新世地层,根部为更新世地层。汤加海沟、帝汶海沟、新赫布里底海沟等地的钻探结果,也可以用增生楔形体模式解释。
但是,深海钻探也证明,实际情况要比原来的设想复杂得多。日本海沟、马里亚纳海沟等均未发现足够规模的增生楔形体。事实迫使人们另作解释,于是有“陆壳下曳”或“构造侵蚀作用”模式的提出。在这样的活动边缘,沉积物随板块潜入地幔,陆壳因洋壳的俯冲拖曳而下挠,并常因壳下侵蚀作用而使陆壳变薄。
③ 获取了边缘盆地的资料。边缘盆地的性质和成因,是地球动力学中争论较多的问题。根据板块构造理论,岛弧陆侧的边缘盆地,是弧后扩张作用的产物,下伏着扩张新生的洋壳,其年龄应比岛弧洋侧的俯冲洋壳年青。深海钻探在边缘盆地内确实发现了较年青的洋壳,如在珊瑚海盆地钻到玄武岩,在马里亚纳弧后的菲律宾海钻到了始新世(约5000万年)以来的洋壳;而马里亚纳弧东侧太平洋洋壳的年龄为晚中生代;有一个钻孔穿入洋壳600米,发现其成分与正常的大洋中脊玄武岩一致。但也遇到许多复杂的情况,如在第勒尼安海中,钻穿了200米的拉斑玄武岩,其成分介于典型大洋中脊玄武岩和板块内部大洋岛玄武岩之间。
④ 揭示了中生代以来的板块运动史。深海钻探结果揭示了联合古陆破裂解体的过程。1.65亿年前,非洲与北美分离,形成北大西洋;距今1.25~1.10亿年间,非洲与南美分离,南大西洋形成;0.95亿年前,欧洲与北美分离。大西洋向北延伸。第三纪欧、非之间进一步汇聚挤压,特提斯海消亡,其残余构成东地中海。西地中海是挽近时期张裂形成的,巴利阿里海底玄武岩的年龄,只有几百万年。
在太平洋,DSDP在东太平洋海隆的扩张中心发现了新生洋壳。向西,洋壳逐渐变老,在日本海沟和马里亚纳海沟以东,钻到了白垩纪和侏罗纪的洋壳。通过对条带磁异常的测年工作,取得了有关中生代海底扩张的详细资料。
在印度洋和南大洋的钻探,取得了解释海底磁异常所必需的地质依据。资料表明,大约1.27亿年前,印度从澳大利亚-南极洲裂出,印度洋开始形成;0.53亿年前澳大利亚与南极洲分裂。
阐明了洋底玄武岩的性质  深海钻探表明,洋壳的层 2主要由拉斑玄武岩组成。这些玄武岩广布于各大洋洋底,具枕状或角砾状构造,大离子亲石元素和轻稀土元素的含量很低,化学成分极相类似。它们形成于大洋中脊轴部,称大洋中脊玄武岩。深海钻探还在洋盆内海底火山和火山岛揭露了另一种玄武岩类型,称大洋岛玄武岩,为板块内部火山活动的产物,其大离子亲石元素和轻稀土元素含量较高(见洋底岩石)。 对夏威夷-皇帝海岭的钻探发现,自东南向西北方向,海底火山和火山岛的年龄逐渐变老,深度逐渐加大。这不仅证实了热点假说,而且在海岭地区验证了斯克莱特曲线,证实了深海底大幅度垂直运动的存在。
为古海洋学的建立奠定基础  深海钻探取得了各大洋海底沉积物的完整剖面,其中的微体化石和超微化石为年代学和古海洋生态环境的研究提供了依据。深海沉积物的性质取决于多种因素,其中最重要的是碳酸盐补偿深度(CCD)的变化。正是这些沉积记录,揭示了近2亿年来的古海洋的演变史。为古海洋学的建立奠定了基础。
深海钻探发现了一些特殊的沉积物,如广泛分布的白垩纪中期黑色页岩和中新世的红粘土。它们标志着古海洋化学性质的巨大变化。白垩纪中期黑色页岩在大西洋分布最广,也见于北太平洋及澳大利亚以西的印度洋部分地区,富含有机质,是大西洋沿岸许多重要油田的生油层。它反映当时海水曾处于停滞缺氧状态。
碳、氧稳定同位素技术在深海沉积物研究中的应用,为重建古海洋的温度史奠定了基础。资料表明,第三纪以来,总的气候趋势是变冷的。最大的几次变化,发生在始新世末渐新世初(3800万年前)、中中新世(1400万年前)和晚上新世(300万年前)。根据沉积物中的冰载碎屑,南极局部开始出现冰川是在4000~4500万年以前;渐新世初,南极附近出现大规模海水;中中新世进一步形成南极冰盖;400~500万年以前,南极冰盖的范围要比现在大得多。北半球的冰盖迟至大约240~300万年前的上新世晚期才开始出现。
深海钻探在古海洋环流方面的发现具有深远的意义。南大洋的钻探表明,环南极洋流最早只能出现在渐新世,可能在渐新世末中新世初德雷克水道打开时,才形成完整的环南极洋流。
证实了地质历史上的偶然事件  地质历史上曾不止一次出现区域性的或全球性的偶然事件。这些事件发生在极短的时间内,引起了急剧的环境变化,并保存在沉积记录中。深海钻探资料为这些变化提供了证据,如地中海变干事件和白垩纪末期生物绝灭事件等(见古海洋学)。
除上述贡献外,深海钻探计划在全球性地层对比、成岩作用、地震火山形成机理、深海钻探技术以及海底矿产资源等方面,也有新发现、新进展。研究表明,大洋边缘的深海区拥有可喜的油气资源。深海锰结核和多金属软泥也有很高的经济价值。



大洋钻探计划的主要成就~

大洋钻探计划(Ocean Drilling Program,ODP):在1982年深海钻探计划(DSDP)进行到最后阶段时,学者们认为,有必要将深海和大洋的钻探继续下去,应该制定一项更长期的国际性大洋钻探计划,提出了新计划组织框架和优先研究的领域。大洋钻探计划从1985年1月开始实施,目前由美国科学基金会和其他18个参加国共同出资,大洋钻探计划的学术领导机构是JOIDES(地球深部取样海洋研究机构联合体),具体的执行和实施机构是得克萨斯农业与机械大学,哥伦比亚大学的拉蒙特—多尔蒂研究所负责测井工作。大洋钻探计划(ODP)是深海钻探计划(DSDP)的继续。DSDP的编号为1~99航次,ODP则自第100航次起编号,每一个站位可以钻一口或几口井。ODP采用“JOIDES·决心”号钻探船,船长143米,宽 21米,钻塔高61米,排水量16 862吨,钻探能力9 510米,钻探最大水深8 235米。随船携带了直径127毫米和140毫米钻杆9 150米。“JOIDES·决心”号钻探船比“格洛玛·挑战者”号钻探船的装备条件和技术能力要强得多,具有先进的动力定位系统、重返钻孔技术和升沉补偿系统,可在暴风巨浪条件下进行钻探作业。船上有7层共1 400平方米实验室,可供地质学各学科的分析、测试和实验。1985~1992年间,“JOIDES·决心” 号钻探船,航行世界各大洋,钻探了244处洋壳,在590个钻孔中采取了50万个岩石样品,累计岩心长度68千米。中国于1998年春加入了大洋钻探计划(ODP),“JOIDES· 决心” 号钻探船于1998年2月18日到中国南海,作为ODP第184航次,历时2个月,在南海南北6个深水站位钻孔16口,连续取心5 500米,采取率达95%。ODP 184航次揭示了南海演变史,发现了3 000万年前海底扩张、2 000万年前地质和气候突变等证据,圆满完成了由中国科学家担任首席科学家、有9名中国学者参加的中国海区第一次大洋钻探项目。[1]   国际大洋钻探计划(ODP,1985-2003)及其前身深海钻探计划(DSDP, 1968-1983),是二十世纪地球科学规模最大、历时最久的国际合作研究计划,而我国于1998年才正式加入ODP计划,成为ODP历史上第一个"参与成员"。与此同时,由我国汪品先院士等提出的大洋钻探建议书"东亚季风历史在南海的记录及其全球气候影响",在1997年全球排序中名列第一,并作为ODP第184航次于1999年春天在南海顺利实施。作为中国海的首次大洋钻探,184航次是根据中国学者的思路、在中国学者主持下、以中国人占优势的情况下实现,无疑是我国地球科学界的一大胜利,标志着我国在这一领域的研究已跻身国际先进行列。   南海的ODP 第184航次在南海南北6个深水站位钻孔17口,取得高质量的连续岩心共计5500米。在国家自然科学基金委的大力支持下,经过几年艰苦的航次后研究,取得了数十万个古生物学、地球化学、沉积学等方面高质量数据,建立起世界大洋3200万年以来的最佳古环境和地层剖面,也为揭示高原隆升、季风变迁的历史,为了解中国宏观环境变迁的机制提供了条件,推进了我国地质科学进入海陆结合的新阶段。具体进展如下:   在不同时间尺度上建立起了西太平洋区迄今为止最佳的深海地层剖面。其中,南海北部1148站二千六百万来的同位素记录,是世界大洋迄今为止唯一不经拼接的晚新生代连续剖面;东沙海区的1144站取得的近一百万年第四纪地层厚近五百米,为高分辨率古环境研究提供了宝贵资料。   揭示了气候周期演变中热带碳循环的作用。南沙1143站五百万年的碳同位素记录展现出从40万年的偏心率长周期到1万年的半岁差周期,大大丰富了对于气候周期演变历史的认识。热带气候变化可以通过碳循环对冰期旋回的进程和规律产生影响,使得地球系统以水循环和碳循环相互结合、短周期和长周期相互叠加的形式不断演化,并呈现出高纬区冰盖驱动和低纬区热带驱动的共同特征。   东亚季风演变的深海记录。184航次首次为东亚季风的历史取得了深海记录,研究表明南海记录的古季风信息以冬季风为强,东亚和南亚季风的演变阶段性十分相似,然而在轨道驱动的周期性和识别古季风的替代性标志上不一样。同时,南海深水记录中的季风变迁与我国内地的黄土剖面对比良好,为我国气候历史研究的海陆对比提供了依据。   南海演变的沉积证据。1148站的地层覆盖了几乎南海海盆扩张的全部历史,第一次为盆地演化提供了沉积证据。深海相渐新统的发现,表明海盆扩张初期已经有深海存在。而渐新世晚期约2500万年前的构造运动,揭示了东亚广泛存在的早、晚第三纪之间巨大构造运动的年龄。   除学术上的进展外,南海大洋钻探研究也促进了我国深海基础研究及其基地建设,加速了人才的培养,并已初步形成了一支面向国际的我国深海研究队伍。特别是,南海大洋钻探的成功和我国在大洋钻探方面的国际活动,使我国在深海研究领域中的国际学术地位明显增高。ODP计划已于2003年结束进入"整合大洋钻探(IODP)"新阶段,已掀起一个深海研究的新高潮。我国应抓紧时机,争取在新一轮的国际合作中发挥前所未有的作用。   后续:国际大洋钻探计划于2003年转入综合大洋钻探(IODP)的新阶段.综合大洋钻   探计划的规模和目标更为扩展,其以地球系统科学思想为指导,计划打穿大洋壳,   揭示地震机理,查明深部生物圈和天然气水合物,理解极端气候和快速气候变化   的过程,为国际学术界构筑起新世纪地球系统科学研究的平台;同时为深海新资   源勘探开发,环境预测和防震减灾等实际目标服务.钻探船由ODP 时的一艘增   加到两艘以上,钻探范围扩大到全球所有海区(包括陆架浅海和极地海区),研究   领域从地球科学扩大到生命科学,手段从钻探扩大到了海底深部观测网和井下试   验.

太多了发不过来,在National Geophysical Data Center 可找到。找不到再QQ联系我吧:)

采纳哦

深海钻探计划的简史
答:它用五年半的时间完成了三期钻探计划。由于该计划执行以来取得了显著成果,因而苏联、联邦德国、法、英、日等国相继加入JOIDES,深海钻探计划进入国际合作的新时代,即大洋钻探国际协作阶段(IPOD),又称“国际大洋钻探计划”。IPOD是深海钻探计划的第四阶段,它继续延用DSDP的航次和编号,1975年12月第45...

为什么说深海钻探是为了解过去,也为预测未来?
答:下海再入地是科学家们长期的梦想,因为这里地壳比较薄,所以从深海里打钻,一方面可以了解海洋形成的历史,另一方面也可以探听地球内部的信息。30年前,美国率先开展深海钻探计划,成功地在深海进行了钻探。深海钻探与登上月球是20世纪60年代人类两桩壮举。后来由以美国为首的西方发达国家组织了以他们为主要...

中国加入国际大洋钻探计划有多长时间了?
答:中国加入国际大洋钻探计划大约有20年左右的时间,在深海研究领域取得重要进展。1999年,大洋钻探船“决心号”首次驶入南海,执行ODP184航次,实现了中国海区深海科学钻探零的突破。2014年和2017年,又在南海成功执行了IODP349、IODP367和368这3个航次。这四个大洋钻探航次,都是由我国科学家建议、设计和主持...

我国深海钻机钻探深度刷新世界纪录,现在达到什么水平了?
答:最近有一条消息引发了网友们的热议,那就是我国深海钻井的钻探深度刷新了世界纪录,那么我国的海上钻井水平发展的怎么样了呢?今天我们来一起聊一下。其实说到海上钻井这个话题,我是非常骄傲的,因为在以前的时候,我们国家在这方面的技术是很匮乏的,在以前我们国家没有这种先进的设备的时候,海上的很多...

中国创造深海钻机钻探深度新世界纪录,开发海洋资源有何意义?
答:中国创造深海钻机钻探深度新世界纪录,这更进一步的加快了中国开发海洋资源的进程。在地球上,海洋占据了71%的面积,海洋对人类的重要意义:1. 现代科学研究表明,最早的生命起源于海洋,可以说海洋是人类的生命摇篮;2.海洋里有丰富的水资源,负担着全球的水体循环系统运转,影响甚至决定了全球的气候变化;3....

中国海洋资源开发领域取得的成就
答:例如,港珠澳大桥等跨海工程的建设不仅展示了中国在海洋工程领域的雄厚实力,也为区域经济发展和交通互联互通提供了重要支撑。总之,中国在海洋资源开发领域所取得的成就是全方位的、多元化的,不仅增强了国家综合实力和国际竞争力,也为全球海洋资源的可持续开发与利用贡献了中国智慧和方案。

我国海洋地质技术实施是什么?
答:综上所述,我国海洋地质工作的成就无疑受世人瞩目。但我们必须清醒地认识到,当代国际海洋地质科学的发展,以财力、智力、高新技术和先进管理为主导内容的综合国力竞争日益激烈,我国经济社会发展对各类资源的需求不断增长,我国的海洋地质工作无论从其深度或广度都已越来越不适应形势的要求。要使我国在世界...

海洋开发技术的日新月异的海洋开发技术
答:因此,洋底地壳是人类将认识的触角伸向地幔的最佳通道,“大洋钻探”是研究地球系统演化的最佳途径。为了得到整个洋壳6000米的剖面结构,从而获取地壳、地幔之间物质交换的第一手资料,美国自然科学基金会从1966年开始筹备“深海钻探”计划,即“大洋钻探”的前身。1968年8月, “格罗玛·挑战者”号深海钻探...

世界深海油气勘探状况是什么?
答:美国是世界上最早进行深海研究和开发的国家,地球上第一座海上油气田于1903年在美国的加利福尼亚建成。1957年美国W.H.蒙克、H.H.赫斯曾提出莫霍计划,试图钻穿洋壳最薄处来获取地壳深部和地幔物质样品。1966年美国自然科学基金会开始筹划“深海钻探计划”,“格罗玛·挑战者”号深海钻探船首次驶进墨西哥...

从“深海钻探计划”到“大洋钻探计划”意义是什么?
答:“深海钻探计划”实施的结果大大超过计划设计者的最乐观的期望。它除了为板块理论提供令人信服的证据外,在寻找海底矿产资源方面也发现了许多重要的线索。例如,它在墨西哥湾的深海区找到含油气的盐丘构造,在南极罗斯海钻探时,也明显发现油气的迹象,在大西洋和印度洋,某些钻孔有含煤沉积,在地中海和红海...