国际大洋钻探：可以迟到，但不能缺席

国际大洋发现计划(IODP,2013—2023)及其前身综合大洋钻探计划(IODP,2003—2013)、大洋钻探计划(ODP,1985—2003)和深海钻探计划(DSDP,1968—1983)是20世纪至今地球科学规模最大、影响最深的国际合作研究计划,在深海研究和地球科学领域占有及其重要的地位。大洋钻探50年来在全球各大洋钻井4000多口,取芯40余万米,导致了地球科学的革命,引领地球深部的探索。

科学大洋钻探船的回顾与展望

科学大洋钻探是地球科学领域规模最大、最为成功的国际合作研究计划,40余年来取得了令人瞩目的科学成就,大洋钻探船则是其中的关键。国际上先后有美国的"格罗玛·挑战者号"、"乔迪斯·决心号"和日本的"地球号"投入科学大洋钻探。正在使用中的"乔迪斯·决心号"和"地球号"各有优缺点,这两艘船向地球更深处钻探都有困难,因此,吸收美、日两艘船的经验,建造一艘能够向地球深部钻探的新一代科学大洋钻探船十分必要。本文介绍了科学大洋钻探船的历史和现状,讨论了中国建造大洋钻探船的重要意义和主要技术指标。

大洋钻探计划运行的国际经验及对我国的启示

我国正在发起组织中国科学家牵头领导的国际大科学计划,应认真学习国际上的成功经验。国际大洋钻探计划已成功运行50余年,在运行和管理方面积累了丰富经验。我国自1998年参加大洋钻探计划以来,取得了突出成绩,但目前还只是普通成员。当前我国正在积极推进成为国际大洋钻探的共同牵头方,美国、日本和欧洲联合体的运行模式和成败得失值得我们参考借鉴。

国际大洋钻探2050科学框架及其对未来大洋钻探发展的启示

大洋钻探是地球科学领域迄今规模最大、影响最深、历时最久的大型国际合作研究计划。2020年10月发布了面向2050年大洋钻探科学框架《大洋钻探——探索地球》,该框架提出了未来大洋钻探的战略目标和旗舰计划。对其七大战略目标、五大旗舰计划和四大赋能要素等核心内容及未来国际大洋钻探计划的组织运行机制进行详细介绍,在此基础上,对中国进一步参加国际大洋钻探提出了建议。在已取得成绩的基础上,学习国际先进经验,进一步加强大洋钻探科学、技术与装备研究布局,组织管理和人才培养工作等工作,进而实现中国在未来能够共同牵头领导国际大洋钻探计划的目标。

国际大洋钻探科学数据的现状、特征及其汇编的科学意义

国际大洋钻探50余年来已执行297个航次,累计采集长度超过4×105m的岩芯,同时获取大量观测数据。然而,这些岩芯样品测试和观测数据却以多源、异构的形式散布在不同文献和数据库中,无法做到广泛共享和高效利用。通过系统调研国际大洋钻探各阶段的航次报告、数据库以及学术论著等资料,理清了数据分布、数据载体及数据类型等现状。认为大洋钻探科学数据包括船上数据和航次后数据两大部分,共在表、图、文中包含了钻井取芯、岩石地层特征、沉积学、矿物学、古生物学、地层学、地球化学、构造地质学和地球物理学等15类近200项数据类型。研究发现国际大洋钻探现有数据体系具有层次清晰、时空属性明确、来源简单又复杂、存储格式多样、类型一致又多样等特征,是地球科学领域典型的科学大数据。开展国际大洋钻探科学数据的汇编除可实现数据快速获取外,也具有重要的科学意义,不仅有潜力解决海洋生物演化、全球物质循环、古海洋与古气候、深海矿产资源评价等方面的重大科学问题,还能为推动地球科学研究范式的变革做出积极贡献。最后,就国际大洋钻探科学数据统一格式和汇编建库这一关键步骤提出了具体建议。