跳转到内容

深海钻探计划

维基百科，自由的百科全书
“格罗玛·挑战者”号

深海钻探计划（Deep Sea Drilling Program，DSDP）是1968年至1983年期间实施的一项海洋钻探（英语：Offshore drilling）计划，其目的是在世界大洋打大量不太深的钻井，采集沉积岩心，取得洋底地壳上层的资料。

历史

1964年5月，迈阿密大学海洋科学研究所、哥伦比亚大学拉蒙特－多尔蒂地球观测所、加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所及伍兹霍尔海洋研究所联合组成了地球深部取样海洋研究机构联合体（Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling，JOIDES)，不久华盛顿大学加入联合体。1965年，JOIDES 在美国佛罗里达半岛东海岸钻了14口井，取得了一些很有价值的成果。1966年6月24日，美国国家科学基金会指定加利福尼亚大学斯克里普斯海洋研究所为 JOIDES 的操作单位，与之签订协议，由基金会提供1260万美元实施深海钻探计划，以取代耗资不菲的莫霍计划。1968年，深海钻探计划的专用钻探船，由环球海洋钻探公司建造的“格罗玛·挑战者号”建成下水并交付使用。

实施过程

在1968年至1983年的15年里，“格罗玛·挑战者号”完成了96个钻探航次，总里程超过60×104公里，在624个钻位上钻探了1092个深海钻孔，采集深海岩心总长超过97公里，采集范围覆盖了除北冰洋之外的全球各大洋。随着第一阶段（1-9航次）、第二阶段（10-25航次）和第三阶段（26-44航次）的顺利展开，1975年，苏联、联邦德国、英国、日本等国也加入了该项计划，深海钻探计划进入了大洋钻探的国际协作阶段（International Phase of Ocean Drilling，IPOD）。1983年11月，“格罗玛·挑战者号”退役，接替它的是更加先进的“乔迪斯·决心号”，深海钻探计划也随之改称为大洋钻探计划。

一个主要的技术进步是在钻孔后扩大使用孔。[1]钻探期间和之后进行了地球物理和地球化学测量，偶尔在孔中安装了长期的地震监测装置。这扩大了对板块构造涉及的动态过程的理解。另一项技术进步涉及1979年引进液压活塞芯（HPC[2]），允许恢复几乎未受干扰的沉积物核心。这大大增强了科学家研究古代海洋环境的能力。

从1968年8月11日至1983年11月11日，Glomar Challenger取得了以下成就：

海底以下钻深的总长度 325,548米
取岩芯总间隔长度 170,043米
回收并储存岩芯总长度 97,056米
总岩芯回收比率 57％
回收岩芯总长度 19,119
调查位置点数 624
已经完成的考察航程 96
海底最深钻探深度 1,741米
玄武岩最大钻深 1,080米
钻探最深海底 7,044米
考察航行总距离 375,632海里（695,670公里）

成果

深海钻探计划最重要的成果就是验证了海底扩张学说和板块构造学说。此外还根据海底钻探所取得岩心，重建了大西洋的海底扩张历史，提出距今约9000万年前，南极洲与澳洲、南美洲先后脱离，逐步形成了大西洋。还证明了印度板块曾以超过10cm/a的速度向北漂移，在近6500万年移动了4500km。

南极海域发现及成就

DSDP在 1972-73、1973-74、1974-75 和 1975-76 年的四个澳洲夏季期间，执行在南极洲周围的第 28、29、35 和 36 航次，并完成了四个钻井项目。这些项目主要集中在两个目标上：新生代全球古气候变化和南极洲周围的板块构造运动 [3][4] [5][6].。在南极大陆周边共钻探井15口，包括罗斯海4口，大陆边缘5口，深海平原2口，东南印度洋脊4口。其中在罗斯海内第270井位钻探在最高纬度（77o26.45'S）[3] [5]。对钻井收集的数据进行分析，得出以下结果：

海底扩张

在深海钻探计划之前，洋壳的年龄是根据磁力带（magnetic lineations）推算而得。磁力带是当海床拉开时在扩张中心溢出的玄武岩在冷却时，被当时地球磁场磁化而造成。这年龄应该和直接覆在盖玄武岩上的基底沉积物的年龄相似。对钻探所得的基底沉积物，进行的微古生物学分析证实了这一点。并进一步证实了澳大利亚在85百万年年前与南极洲分离[7][8][3] [5]。

南极冰盖的形成

根据古土壤研究，罗斯大陆架于渐新世（大约 2500 万年前）开始下沉到海平面以下。下沉可能是由于南极大陆冰川在此时间已推进到罗斯海而形成大陆冰盖（ice sheet）[9] [10]。此年代与地震剖面上看到的浅层不整合的年代是一致的。不整合面是由于冰川向沿海推进时侵蚀所致。环绕南极流（circum Antarctic current）也在渐新世也在渐新世开始形成[4] [11]. 。此外，在罗斯海周围和南极半岛的陆上钻探也证实了南极冰盖至少从渐新世以来就已经存在[12][13]。

冰山漂流物

海洋沉积物中冰山漂流物表明沉积时有冰山存在。 因此，在高纬度地区最早的冰山漂流物可能揭示海洋冰川的开始。 但需要指出的是，其它因素亦会影响冰山漂流物的分布，如洋流和海面的海水温度。 因此缺冰山漂流物，并不代表地球当时无冰山存在，最早出现冰山漂流物的时间应被视为在取样位置的冰山漂流物最晚年龄。对南极周边海域冰山漂流物的综合调查结果指出，南极冰盖至少在2千5 百万前开始，并于大约 4.5百万前分布最广，正如冰山漂流物此际漂流距离南极大陆最远[4] [5][14][15] 。 随后在南极半岛陆上研究[16]和麦克默多冰架周围取芯分析结果[17] [18]，也证明这种根据海洋沉积物对南极冰川历史的解释。

古气候

分析南极大陆边缘深海沉积物中的微古生物表明，至少从晚渐新世-早中新世以来，地表水温已相对较低凉。随着持续的冷却，冷水团逐渐向北扩张，直到上新世早期，一次强化冷却事件导致温度最低。硅/碳酸盐岩相边界向北移动就证明了这一点。这一推论与基于冰山漂流物研究的结论相似[19][20]。 根据在高纬度海洋沉积物中，底栖和浮游有孔虫的氧和碳同位素分析，推论出的表面温度变化历史表明，自始新世早期以来，地球表面温度总体持续冷却，到渐新世/始新世边界时，温度有显著下降。这表明此时南极冰盖可能已经到达海岸。然而，大陆上海拔较高的冰川可能从早期始新世就开始增长[21]。该结论与上述其他报告一致。

相关条目

参考资料

  1. ^ http://iodp.tamu.edu/publicinfo/glomar_challenger.html. （原始内容存档于2020-06-12）.  缺少或|title=为空 (帮助)
  2. ^ 海底工艺和地质技术. CRC出版社. : 142. ISBN 9781482207415. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Hayes, D. E. and Frakes, L. A. 1975. General synthesis, Deep Sea Drilling Project Leg 28. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 28, p 919
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 Kennett, J.P., 1975.Cenozoic Paleoceanography in the Southwest Pacific Ocean, Antarctic Glaciation, and the Development of the Circumantarctic Current. DSDP Proc. Vol 29, p. 144
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 Campbell Craddock and Hollister , C. D., 1976. Geologic Evolution of the Southeast Pacific Basin. DSDP Proc. Vol. 35, p.141
  6. ^ Barker, P. F., Dalziel, Ian. W. D. and Wise, S. W ., (1977) Introduction , Deep Sea Drilling Project Leg 36. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 36, p 5
  7. ^ Frakes, L. A. and Kemp, E. M. 1973. Palaeogene continental positions and evolution of climate. In: Tarling, D. H. and Runcorn, S. K.eds. Implications of continental drift to the earth sciences. Vol 1. London, Academic Press, p 539
  8. ^ Thomson, M.A, Crakes, J.A., and Thomson J.W. 1987.Geological Evolution of Antarctica. International Symposium on Antarctic Earth Sciences 5th, Cambridge England
  9. ^ Drewry, D. J. 1975. Initiation and growth of the East Antarctic ice sheet. Journal of the Geological Society (London), Vol 131, p 255
  10. ^ Ehrmann, W. U., and Mackensun, Andreas.1992 Sedimentological evidence for the formation of an East Antarctic ice sheet in Eocene/Oligocene time Palaeogeography, palaeoclimatology, & palaeoecology ISSN 0031-0182, 1992, vol. 93, no1-2, pp. 85–112 (3 p.)
  11. ^ Fillon, R. H. 1975. Late Cenozoic Paleo-Oceanography of the Ross Sea, Antarctica. Geological Society of America Bulletin, Vol 86, p 839
  12. ^ Webb, P.N and Hanwood, D.V., 1991.Late Cenozoic glacial history of the Ross embayment, Antarctica. Quaternay Science Reviews v.10, Issures 2-3, Page 215
  13. ^ Davies, B.J., Hambrey, M.J., Smellie, J.L., Carrivick, J.L., and Glasser, N.F., 2012. Antarctic Peninsula Ice Sheet evolution during the Cenozoic Era. Quaternary Science Reviews, 2012. 31(0): p. 30-66
  14. ^ Wilson, G.S., et al ., 2012.Neogene tectonic and climatic evolution of the Western Ross Sea, Antarctica — Chronology of events from the AND-1B drill hole. Global and Planetary Change. Volumes 96–97, October–November 2012, Pages 189
  15. ^ Margolis, S. V., 1975. Paleoglacial History of Antarctica Inferred from Analysis of Leg 29 Sediments by Scanning-Electron Microscopy. DSDP Proc. Vol. 29 p.130
  16. ^ Ivany.L.C. et al. 2006.Evidence for an earliest Oligocene ice sheet on the Antarctic Peninsula.Geology (2006) 34 (5): 377–380
  17. ^ Wilson, G.S., et al ., 2012. Late Neogene chronostratigraphy and depositional environments on the Antarctic Margin: New results from the ANDRILL McMurdo Ice Shelf Project.Global and Planetary Change.Volumes 96–97, October–November 2012, Pages 1
  18. ^ Passchier, S., et. al., 2011. Early and middle Miocene Antarctic glacial history from the sedimentary facies distribution in the AND-2A drill hole, Ross Sea, Antarctica. GSA Bulletin (2011) 123 (11-12): 2352–2365
  19. ^ Kemp, E. M.and others. 1975. Paleoclimatic significance of diachronous biogenic facies, Leg 28, Deep Sea Drilling Project. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 28, p 909
  20. ^ Kennett, J. P. and Vella, P. 1975. Late Cenozoic planktonic foraminifera and paleoceanography at DSDP Site 284 in the cool sub-tropical south Pacific. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 29, p 769
  21. ^ Shackleton, N. J. and Kennett, J. P. 1975. Paleotemperature history of the Cenozoic and the initiation of Antarctic glaciation: oxygen and carbon isotope analyses in DSDP Sites 277, 279, 281. Initial Reports of the Deep Sea Drilling Project, Vol 29, p 743

外部链接

检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=深海钻探计划&oldid=80319949”