Международная программа открытия океана - International Ocean Discovery Program

Не путать с Комплексная программа морского бурения.

В Международная программа открытия океана (IODP) это международное сотрудничество в области морских исследований, направленное на продвижение научного понимания Земли посредством бурения, отбора керна и мониторинга подводного дна. Исследования, проводимые с использованием образцов и данных IODP, улучшают научное понимание изменения климата и состояния океана, происхождения древней жизни, рисков, связанных с геологические опасности, а также структура и процессы земных тектонические плиты и самое главное мантия. IODP началось в 2013 году и основано на исследованиях четырех предыдущих программ научного бурения в океане: Проект Мохол, Проект глубоководного бурения, Программа морского бурения, и Комплексная 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, Освещая прошлое, настоящее и будущее Земли. Научный план охватывает 10-летний период работы и состоит из списка научных задач, которые сгруппированы по четырем темам: «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 приоритетной науки для программы.[7][8]

Финансирование и операции IODP

Резолюция Джоидеса пришвартована в Панаме, октябрь 2012 г.

IODP использует несколько буровых платформ (JOIDES Резолюция, Chikyu и платформы для конкретных задач) для доступа к различным подводным средам во время исследовательских экспедиций. Эти объекты финансируются США. Национальный фонд науки (NSF), Япония Министерство образования, культуры, спорта, науки и технологий (MEXT), а Европейский консорциум по исследованию океана и бурению (ECORD), наряду с Министерство науки и технологий Китайской Народной Республики (НАИБОЛЕЕ), Корейский институт геонаук и минеральных ресурсов (КИГАМ), Австралийско-новозеландский консорциум IODP (ANZIC), Индия Министерство наук о Земле (МЧС) и Координация Бразилии по повышению квалификации кадров высшего образования (Мысы). 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 вносят непосредственный вклад в 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, признанные качественными, направляются в соответствующий совет учреждения (JOIDES Резолюция Совет по организации, Chikyu IODP Board и ECORD Facility Board) для планирования.

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.

Ядра собранные во время экспедиций хранятся в основных 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]

Результаты

Экспедиции IODP исследовали широкий круг тем наук о Земле, включая прошлые климатические и океанские условия, сезон дождей системы, сейсмогенные зоны, формирование Континентальный разлом и бассейны океана, крупные события вымирания, роль серпентинизация в вождении гидротермальные системы, и температурные пределы жизни в глубокая биосфера.

Ранний результат программы восходит к первоначальной мотивации научного морского бурения с Проект Мохол - бурение и отбор проб через Разрыв Мохоровича (Мохо) и в верхнюю часть мантии Земли. Expedition 360 была начальной частью многоэтапного проекта, целью которого, среди прочего, является первый прямой пробы мантии. Экспедиция проходила недалеко от Юго-Западный Индийский хребет в месте, где корка особенно тонкая из-за образования океанический основной комплекс. Expedition 360 завершила бурение 790 метров, и IODP планирует вернуться на площадку в ближайшие годы для продолжения исследований.[13][14]

Экспедиция 364 отобрала пиковое кольцо Ударный кратер Чиксулуб, который похоронен в море 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 удар астероида заставил скалы из глубины Земли взлететь и образовать большие горы пикового кольца за считанные минуты. Отложения, расположенные над кольцом пиков, также свидетельствуют о том, 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 открыла новые горизонты Землетрясение и цунами 2004 года в Индийском океане путем отбора и анализа отложений и горных пород с океанической плиты, питающей зону субдукции Суматры. Научная группа обнаружила, что минералы осадка обезвоживаются до того, как достигают зоны субдукции, что приводит к сильному разлому, который позволил произойти более сильному, чем ожидалось ранее, землетрясению.[18][19]

Первые исследования климата IODP были сосредоточены на попытках понять Азиатская муссонная система. Экспедиции 353, 354, 355 и 359 собирали отложения из Бенгальского залива, Андаманского и Аравийского морей. Эти отложения были вымыты с суши и в основном перенесены 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 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 образцов, собранных со всего мира, показало, что скорость выброса углерода сегодня в 10 раз выше, чем во время Палеоценовый эоценовый термальный максимум или в любое время в течение последних 66 миллионов лет.[21][22] А измерения, проведенные в Нанкайском желобе недалеко от Японии, показывают, что медленные землетрясения высвобождают около 50% энергии зоны субдукции, что имеет значение для понимания опасности цунами.[23][24]

Рекомендации

  1. ^ Совет, Национальные исследования (2011). Научное морское бурение: достижения и проблемы. Дои:10.17226/13232. ISBN  978-0-309-21901-3.
  2. ^ «Открытие наших океанов: наступила новая эра морского исследовательского бурения». Phys.org. Получено 2016-03-07.
  3. ^ Земные и жизненные процессы, обнаруженные в подводных средах: десятилетие науки, достигнутое в рамках Комплексной программы океанского бурения (IODP). Эльзевир. 2014-12-03. ISBN  9780444626110.
  4. ^ Витце, Александра (2013). «Бурение пострадало от бюджетных проблем». Природа. 501 (7468): 469–470. Bibcode:2013Натура.501..469Вт. Дои:10.1038 / 501469a. PMID  24067687. S2CID  4444436.
  5. ^ «Научный план на 2013–2023 гг. - IODP». www.iodp.org. Архивировано из оригинал на 2016-03-09. Получено 2016-03-07.
  6. ^ "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). Дои:10.3969 / j.issn.0253-9608.2015.04.001 (неактивно 2020-10-25). Архивировано из оригинал на 2016-03-08. Получено 2016-03-07.CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на октябрь 2020 г. (связь)
  7. ^ "Ocean Drilling | NSF - Национальный научный фонд". www.nsf.gov. Получено 2016-03-07.
  8. ^ "Ученые взяли курс на следующее десятилетие научного бурения в океане | Мировое лидерство". Консорциум лидерства в океане. Архивировано из оригинал на 2015-04-05. Получено 2016-03-07.
  9. ^ "Научные карты морского бурения - новый курс - Eos". Эос. Получено 2016-03-07.
  10. ^ «Международное океаническое бурение по более простой структуре». www.sciencemag.org. 2011-11-16. Получено 2016-03-07.
  11. ^ «Принципы научных исследований - IODP». iodp.org. Получено 2016-03-07.
  12. ^ «Репозитории - IODP». iodp.org. Архивировано из оригинал на 2016-03-05. Получено 2016-03-07.
  13. ^ MacLeod, C.J .; Дик, Х. Дж .; Blum, P .; Экспедиция 360 ученых, И. (2016-02-01). «Природа интрузивной коры и Мохо на более медленных хребтах: этап SloMo 1 (IODP Expedition 360)». Тезисы осеннего собрания AGU. 23: OS23F – 01. Bibcode:2016AGUFMOS23F..01M.
  14. ^ Перкинс, Сид. «Десятилетия поисков пробурения в мантии Земли может скоро ударить по Pay Dirt». Смитсоновский институт. Получено 2017-07-23.
  15. ^ «Обновлено: бурение ударного кратера, убивающего динозавров, объясняет скрытые круглые холмы». Наука | AAAS. 2016-05-02. Получено 2017-07-23.
  16. ^ Самнер, Томас (17 ноября 2016 г.). «Как кольцо гор образуется внутри кратера». Новости науки. Получено 2017-07-23.
  17. ^ Холли, Питер. «Почему эти исследователи думают, что динозавры были в нескольких минутах от вымирания». Вашингтон Пост.
  18. ^ 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 до субдукции, связанной с мелководным сейсмогенным оползнем у Суматры» (PDF). Наука. 356 (6340): 841–844. Bibcode:2017Научный ... 356..841H. Дои:10.1126 / science.aal3429. HDL:2158/1091098. ISSN  0036-8075. PMID  28546210. S2CID  206655214.
  19. ^ «Исследователи глубоко копают, чтобы понять, почему землетрясение на Суматре было таким сильным». Получено 2017-07-23.
  20. ^ Самнер, Томас (2016-08-24). «История муссонных ветров Индии насчитывает почти 13 миллионов лет». Новости науки. Получено 2017-07-23.
  21. ^ https://www.facebook.com/chriscmooney. «То, что мы делаем с Землей, не имеет аналогов через 66 миллионов лет, - говорят ученые». Вашингтон Пост. Получено 2017-07-23.
  22. ^ 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. Дои:10.1038 / ngeo2681. HDL:1983 / d9f7791f-7a9a-445e-acc0-4dd3d7680409. ISSN  1752-0894.
  23. ^ 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. Дои:10.1126 / science.aan3120. ISSN  0036-8075. PMID  28619941. S2CID  206659506.
  24. ^ «Медленные землетрясения в зонах субдукции океана проливают свет на риск цунами | NSF - Национальный научный фонд». www.nsf.gov. Получено 2017-07-23.

внешняя ссылка

Смотрите также