Инициатива Британского Срединно-океанического хребта - Википедия - British Mid-Ocean Ridge Initiative

Изображение логотипа программы BRIDGE
Британская инициатива Срединно-океанического хребта

В Британская инициатива Срединно-океанического хребта (Программа BRIDGE) представляла собой междисциплинарное научное исследование образования земной коры в глубоких океанах. Он финансировался Советом по исследованиям окружающей среды Великобритании (НКРЭ ) с 1993 по 1999 гг.

Срединно-океанические хребты

Основная статья: Срединно-океанский хребет

Срединно-океанические хребты - это действующие вулканические горные цепи, извивающиеся в глубинах океанов Земли. Они возникают там, где края Земли тектонические плиты разделяют, позволяя мантия рок подняться на морское дно и затвердеть, создавая новые корка. Добавление этой коры может вызвать расширение океанических бассейнов перпендикулярно хребту. Этот распространение морского дна двигатель Континентальный дрифт.[а] Через определенные промежутки времени вдоль срединно-океанических хребтов с морского дна сбрасываются перегретые богатые минералами флюиды. Эти гидротермальные источники Населены видами животных и бактерий, которых нет больше нигде на Земле.[1]

BRIDGE исследовал геологическую обстановку хребта, геохимию жерловых флюидов и способы, которыми биологические сообщества выживают в этой явно враждебной среде. Для достижения этой цели программа разработала новые глубоководные технологии для развертывания с надводных кораблей и пилотируемых подводных аппаратов. Он также провел экспериментальные исследования механической и химической природы горных пород и подстилающей коры в этих активных вулканических регионах. Масштабы исследования варьировались от обширных региональных исследований по картированию неисследованного морского дна до микроскопических и химических анализов на отдельных участках жерл. Для достижения целей программы работа была сосредоточена в пяти разных местах: Срединно-Атлантический хребет на 24–30 ° с.ш .; Срединно-Атлантический хребет на 36–39 ° с.ш .; Исландия и Рейкьянес Ридж к его юго-западу; задуговый бассейн Скотия (юго-запад Атлантики); и бассейн Лау (юго-запад Тихого океана). В этих областях были проведены интенсивные локальные исследования.[млрд 1]

Предыстория BRIDGE

Идея британской программы исследования срединно-океанических хребтов была разработана профессорами. Джо Канн из Университет Лидса и Роджер Сирл из Даремский университет после того, как они посетили встречу в Орегоне в 1987 году, где разрабатывалась идея программы исследования срединно-океанических хребтов в США (программа RIDGE).[млрд 2][b] В Великобритании исследователи многих дисциплин уже изучали срединно-океанические хребты, но было сочтено, что это исследование может быть лучше интегрировано для выработки новых междисциплинарных подходов, дающих результаты более широкого значения.[2]

Брендирование исследования BRIDGE началось до того, как исследовательский совет финансирование было запрошено для официальной программы. BRIDGE был упомянут по имени в Независимый газета в феврале 1989 года.[млрд 3] К этому времени сообщество исследователей в этой области называлось BRIDGE Consortium. К 1990 году научные круизы по глубоководным океанам стали называть BRIDGE.[млрд 4] Первый информационный бюллетень BRIDGE появился в 1991 году.

Как только идея BRIDGE была реализована, в Совет по исследованиям окружающей среды была подана заявка на финансирование. Это было успешным, и в 1993 году началось полное финансирование программы, которая продлилась до 1999 года.[млрд 5] Окончательный бюджет составил 13 миллионов фунтов стерлингов.[c]

Цели

  • Инвестировать в исследования британских срединно-океанических хребтов, чтобы увеличить как человеческие навыки, так и инструменты.
  • Использовать как существующие возможности, так и недавно разработанные инструменты для решения некоторых фундаментальных научных проблем, касающихся срединно-океанических хребтов.
  • Расширить исследования срединно-океанических хребтов в Великобритании, чтобы задействовать более широкий спектр навыков и новых методов.
  • Искать прямые и косвенные коммерческие выгоды от исследования срединно-океанических хребтов.
  • Поддерживать связь с другими национальными программами, чтобы получить максимальную пользу от британской деятельности.[2]

Эта последняя цель была достигнута напрямую и за счет участия в международных InterRidge сеть.

Цели

  • Провести важные наблюдения, эксперименты и моделирование, направленные на решение фундаментальных научных проблем.
  • Провести базовые исследования, необходимые для размещения как региональных, так и местных исследований.
  • Разработать новую морскую аппаратуру для использования в экспериментах.
  • Получить доступ к исследовательским аппаратам и инструментам, необходимым для проведения научных исследований.
  • Для привлечения ученых из различных дисциплин к участию в исследованиях срединно-океанических хребтов.
  • Проконсультироваться с сообществом морских приборов Великобритании для уточнения требований и возможностей новых приборов.
  • Стремиться к активному участию Великобритании биотехнология Сообщество в исследовании срединно-океанического хребта
  • Создавать и обновлять планы, которые позволят достичь этих целей и задач.[2]

Научные проблемы

Из широкого круга научных проблем, которые могут быть решены с помощью исследования срединно-океанических хребтов, BRIDGE выделил шесть, наиболее актуальных для британских исследований.

  • Каким образом трехмерная структура срединно-океанических хребтов и особенно их сегментация по преобразовать разломы и аналогичные характеристики связаны с физическими свойствами и динамикой подстилающей мантии Земли?
  • Может ли геохимия лавы, извергнутой на срединно-океанических хребтах, дают представление о масштабе и происхождении неоднородностей в нижней мантии?
  • Каков характер магматическая водопроводная система внутри коры и верхняя мантия ниже срединно-океанических хребтов?
  • Как скорость потока и геохимический состав черный курильщик жидкости гидротермальных источников меняются со временем, и что вызывает это изменение? Может ли это помочь нам узнать больше о происхождении рудные месторождения нашли на суше?
  • Как бактерии, живущие вокруг горячих источников черного курильщика, выживают при высоких температурах и токсичной окружающей среде? Можно ли использовать эти возможности в биотехнологии?
  • Как химические и биологические процессы в вентиляционных полях черного курильщика влияют на глобальный поток химические вещества в океан и обратно? Контролируются ли уровни питательных веществ в океанах частично с помощью срединно-океанических хребтов?[2]

Структура программы

Наука

Научные цели и задачи программы определялись международным руководящим комитетом, который собирался дважды в год. Программа провела серию ежегодных раундов финансирования, на которые ученые и инженеры в этой области представляли исследовательские предложения. После экспертной оценки каждого предложения независимыми рецензентами руководящий комитет оценил предложения с наиболее высокими оценками по их научным достоинствам и вкладу в достижение целей программы. Этот шорт-лист был затем рекомендован НКРЭ для финансирования.[млрд 6]

Управление

С 1993 по 1995 год управление программой (текущее администрирование и надзор за бюджетом) осуществлялось головным офисом НКРЭ в г. Суиндон. Отдельная роль научного координатора (включающая, среди 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 Науки о Земле.

В 1995 году НКРЭ начала договор управление программами для своих больших программ.[млрд 7] Управление программой BRIDGE взяло на себя роль координатора науки, и был назначен новый менеджер программы из Университета Лидса. Офис МОСТ в Лидсе был центром программы до конца марта 1999 г., после чего завершением программы руководила НКРЭ.[млрд 8]

Содержание программы

BRIDGE профинансировал 44 исследовательских проекта: 4 междисциплинарных; 15 геология; 6 биология; 11 исследований гидротермальной среды на жерловых полях (9 дна океана и 2 вышележащей водной толщи); и 8 инженерных проектов по разработке необходимых технологий.[d] Более 200 ученых из 28 исследовательских центров Великобритании внесли свой вклад в эту программу.[млрд 9] Было проведено 26 глубоководных исследовательских круизов BRIDGE в Северную Атлантику, на юго-запад Атлантического океана, на юго-восток Тихого океана, на юго-запад Тихого и Индийского океанов, 18 из которых были напрямую профинансированы программой.[млрд 10]

Полученные результаты

Для обсуждения и публикации результатов программы BRIDGE организовал собственные научные конференции в Даремский университет (1991), Лаборатория дьякона Института океанографических наук (г.IOSDL ), Wormley (1992), Университет Лидса (1993), Оксфордский университет (1994), Геологическое общество Лондона (1994, 1995 и 1997), Кембриджский университет (1996), Саутгемптонский океанографический центр (1997) и Бристольский университет (1998).[млрд 11] Кроме того, о науке BRIDGE сообщалось на других встречах на национальном и международном уровнях, например: Королевское общество встреча Срединно-океанические хребты: динамика процессов, связанных с образованием новой океанической коры (1996),[млрд 12] 1996 год Британская ассоциация развития науки ежегодный фестиваль науки в Бирмингем в BRIDGE-сеансе под названием Abyssal Inferno: вулканы на морском дне, горячие источники и экзотическая жизнь на срединно-океанических хребтах.,[млрд 13] в Науки о Земле 98, Кильский университет (1998),[млрд 14] на встрече Технология глубоководных геологических исследований в Геологическом обществе Лондона (1998)[млрд 15] и на заседаниях Американский геофизический союз.[3]

Результатом трех конференций BRIDGE стали книги, опубликованные Геологическим обществом Лондона, в которых более подробно представлены научные исследования, представленные на встречах.[4][5][6]

На протяжении всей программы оперативная публикация результатов осуществлялась через Информационный бюллетень BRIDGE. По стилю это был академический журнал (но без экспертная оценка ), включающий научные результаты BRIDGE вместе с объявлениями конференций, отчетами о совещаниях, отчетами о круизах, обновлениями программ других стран по срединно-океаническому хребту и общими новостями, имеющими отношение к этой области исследований.[e] Он выходил дважды в год весной и осенью. Первый выпуск из восьми скрепленных листов появился в августе 1991 года, но после начала финансирования со стороны НКРЭ он был напечатан и переплетен в коммерческих целях. К выпуску 10 в апреле 1996 года он вырос до 100 страниц и был распространен среди более 600 исследователей и заинтересованных сторон в 20 странах.[млрд 16] Последний информационный бюллетень, Нет. 17, выходил осенью 1999 г. как журнал под названием Огненная бездна, исследование Новой Земли подводя итоги программы и ее результатов к тому времени.[7] 16 ноября 1999 г. Музей естественной истории, Лондон эти результаты были представлены приглашенным гостям на официальном заседании по окончании программы.

По завершении программы Джо Канн сообщил: «В результате инициативы BRIDGE несколько групп британских ученых находятся на переднем крае международных исследований в области изучения срединно-океанических хребтов. Области компетенции этих ученых варьируются от морской геофизики и геодинамики. , физическая и химическая океанография, к морской биологии ».[8] «В каждой области был успех. Вот несколько примеров. Мы обнаружили новые лужи расплавленной породы под дном океана, чего не ожидалось. Мы обнаружили большие поля горячих источников, где мудрость того времени говорила, что их не должно быть. странный жизненный цикл слепых креветок, обитающих вокруг горячих источников в Атлантике. Мы сделали гидролокаторные изображения первого из семейства огромных разломов, которые прорезают дно океана, поднимая на поверхность глубокие породы. Мы показали, как поток одного На большие поля с горячими источниками повлияло научное бурение. 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 ».[млрд 17]

Наследие

В дополнение к результатам исследований, которые все еще цитируются,[9] Программа BRIDGE оставила междисциплинарное сообщество глубоководных ученых с проверенным опытом сотрудничества и новым оборудованием для работы на глубинах более 3500 метров.[млрд 18]

BRIDGE оборудование

BRIDGE был куплен для Исследовательский флот Великобритании а Симрад многолучевой эхолот для картографирования морского дна с надводного корабля. Чтобы повысить детализацию в любых географических областях, представляющих интерес, он также профинансировал модернизацию существующей Великобритании. Буксируемый прибор для измерения дна океана (TOBI), который сделал трехмерные изображения морского дна при буксировке на высоте 300 метров над дном океана. TOBI был изменен, чтобы увеличить его разрешение, чтобы добавить гирокомпас и добавить трехкомпонентный магнитометр для измерения магнитного поля морского дна, над которым он буксировался.[млрд 19]

В BRIDGE Буксируемый прибор (BRIDGET), был разработан для охоты и изучения шлейфов теплых, богатых минералами флюидов, поднимающихся в толщу воды из жерловых полей. Этот «анализатор горячих источников» был отбуксирован на глубину позади корабля в районах, где предполагалось наличие газовых полей, и питался. геохимический данные возвращаются на корабль в реальном времени.[млрд 20]

Как только поля были обнаружены, флюиды, выходящие со дна моря, можно было исследовать напрямую, используя МЕДУЗА инструмент. Развернутый глубоководный аппарат, его можно было разместить над отдельными вентиляционными отверстиями на длительное время, чтобы записывать характеристики выходящих жидкостей. На момент закрытия программы BRIDGE шесть инструментов MEDUSA были построены на финансирование BRIDGE, еще три были построены для Геологическая служба Японии, а следующее поколение разрабатывалось для различных агентств США, включая НАСА.[млрд 21]

Для исследования скалы срединно-океанического хребта новый глубоководный буровой станок, BRIDGE Drill, которая пометила керн во время сверления. Маркировка ядра позволила узнать первоначальную ориентацию ядра с севера на юг после его удаления. Это позволило определить магнитное выравнивание породы, из которой был взят образец, предоставив информацию о движениях морского дна, имевших место после образования породы.[млрд 22]

Для изучения расселения животных, обнаруженных на жерловых полях, биологи разработали Пробоотборник планктонных личинок для молекулярного анализа (ПЛАЗМА). Это было сделано для отбора проб воды для улавливания рассеивающихся личинки животных, живущих вокруг вентиляционных отверстий. ПЛАЗМА может быть оставлена ​​на морском дне рядом с вентиляционным полем на срок до года, если это необходимо, с отбором проб через запрограммированные интервалы и сохранением любых личинок для анализа ДНК после извлечения оборудования.[млрд 23]

Архив данных BRIDGE

BRIDGE собрано и скомпилировано: многолучевой батиметрия, сонар образы сейсмический данные, электромагнитный данные, гравиметрия, петрология (включая разрезы, керны, отложения и аналитические данные), химический и физическая океанография (образцы и аналитические данные), макро- и микробиология (образцы, пленочные и аналитические данные); числовые модели и аудиовизуальный записи.[10] В интересах будущих исследователей архив данных BRIDGE был передан британской Национальный центр океанографии в Саутгемптоне.[млрд 24]

Примечания

  1. ^ Объяснение разрушения земной коры в других частях Мирового океана, без которого кора будет постоянно расти, см. Субдукция
  2. ^ Соединенные штаты Программа междисциплинарных глобальных экспериментов Ridge (RIDGE) был профинансирован Национальный фонд науки с 1989 г. и перешел во вторую фазу в 1999 г. RIDGE 2000.
  3. ^ По обменному курсу 1999 года: 20 миллионов евро или 21 миллион долларов США.
  4. ^ Все проекты перечислены в бюллетене BRIDGE 13: С. 12–13. Отчеты по 16 из них обобщены в информационных бюллетенях. 14: стр. 14–25 и 15: стр. 52–55
  5. ^ Статьи, опубликованные в выпусках 1–12 были указаны в бюллетене BRIDGE 13: стр. 73–82

Рекомендации

  1. ^ Rogers, A.D .; Tyler, P.A .; Коннелли, Д.П .; Копли, J.T .; James, R .; Larter, R.D .; и другие. (2012). «Открытие новых сообществ глубоководных гидротермальных жерл в Южном океане и их значение для биогеографии». PLOS Биология. 10 (1): e1001234. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001234. ЧВК  3250512. PMID  22235194.
  2. ^ а б c d Совет по исследованиям окружающей среды (1993). МОСТ: Инициатива Британского Срединно-океанического хребта. Суиндон: НКРЭ. п. Предисловие + 13стр. (известный как «BRIDGE Glossy»).
  3. ^ "BRIDGE Newsletter". № 1–17. 1991–1999. ISSN  1364-8721. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  4. ^ Parson, L.M .; Walker, C.L .; Диксон, Д. Р., ред. (1995). Гидротермальные источники и процессы. Специальная публикация № 87. Лондон: Геологическое общество Лондона.
  5. ^ MacLeod, C.J .; Tyler, P.A .; Уокер, C.L., ред. (1996). Тектоническая, магматическая, гидротермальная и биологическая сегментация срединно-океанических хребтов. Специальная публикация № 118. Лондон: Геологическое общество Лондона.
  6. ^ Mills, R.A .; Харрисон, К., ред. (1998). Современные процессы на дне океана и геологическая летопись. Специальная публикация № 148. Лондон: Геологическое общество Лондона.
  7. ^ Боулер, С., изд. (1999). Огненная бездна: исследование Новой Земли. Информационный бюллетень BRIDGE № 17. Суиндон: НКРЭ. стр. 48 стр. ISSN  1364-8721. Текст он-лайн здесь или же здесь Дата обращения 9 октября 2015.
  8. ^ Инициатива Британского Срединно-океанического хребта (1998 г.). Годовой отчет BRIDGE Совету по наукам и технологиям о Земле NERC. п. 3 стр. (Внутренний документ НКРЭ. Копию видел первый автор этой статьи.)
  9. ^ Prodehl, C .; Муни, W.D. (2012). Исследование земной коры: история и результаты сейсмологии с контролируемым источником. Боулдер, Колорадо: Геологическое общество Америки. С. 43, 625, 633. ISBN  978-0813712086.
  10. ^ Харрисон, К. (1998). "Все о BRIDGE: Инициатива Британского Срединно-океанического хребта" (PDF). Океанский вызов. 8 (1): 30–34. ISSN  0959-0161. Получено 16 октября 2015.

Ссылки на страницу бюллетеня BRIDGE

  1. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 14 (весна 1998 г.): задняя крышка
  2. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 13 (осень 1997 г.): стр. 12 и 17 (осень 1999 г.): с. 7
  3. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 13: п. 12
  4. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 15 (осень 1998 г.): с. 64
  5. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 13: п. 13
  6. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 9 (осень 1995 г.): с. 59
  7. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 8 (весна 1995 г.): стр. 66
  8. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 16 (весна 1999 г.): стр. 3
  9. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 17: п. 2
  10. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 15: п. 64
  11. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 16: п. 51
  12. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 10 (весна 1996 г.): стр. 64–65.
  13. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 10: п. 36
  14. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 13: п. 71
  15. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 16: стр. 52–65
  16. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 13: п. 13
  17. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 17: п. 7
  18. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 17: стр. 42–45
  19. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 16: pp. 57–58 и 17: стр. 43–44
  20. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 16: п. 59 и 17: стр. 7 и 30
  21. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 16: pp. 54–55 и 17: п. 44
  22. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 13: стр. 17–19, 15: стр. 18–20 и 16: стр. 53–54
  23. ^ Информационный бюллетень BRIDGE 15: стр. 26–29
  24. ^ Информационные бюллетени BRIDGE 13: стр. 9–11, 14: стр.34 и 17: п. 45

внешняя ссылка