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深海鑽探計劃

深海鑽探計劃（Deep Sea Drilling Program，DSDP）是1968年至1983年期間實施的一項海洋鑽探（英語：Offshore drilling）計劃，其目的是在世界大洋打大量不太深的鑽井，採集沉積岩心，取得洋底地殼上層的資料。

「格羅瑪·挑戰者」號

歷史 編輯

1964年5月，邁阿密大學海洋科學研究所、哥倫比亞大學拉蒙特－多爾蒂地球觀測所、加利福尼亞大學斯克里普斯海洋研究所及伍茲霍爾海洋研究所聯合組成了地球深部取樣海洋研究機構聯合體（Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling，JOIDES)，不久華盛頓大學加入聯合體。1965年，JOIDES 在美國佛羅里達半島東海岸鑽了14口井，取得了一些很有價值的成果。1966年6月24日，美國國家科學基金會指定加利福尼亞大學斯克里普斯海洋研究所為 JOIDES 的操作單位，與之簽訂協議，由基金會提供1260萬美元實施深海鑽探計劃，以取代耗資不菲的莫霍計劃。1968年，深海鑽探計劃的專用鑽探船，由環球海洋鑽探公司建造的「格羅瑪·挑戰者號」建成下水並交付使用。

實施過程 編輯

在1968年至1983年的15年裏，「格羅瑪·挑戰者號」完成了96個鑽探航次，總里程超過60×104公里，在624個鑽位上鑽探了1092個深海鑽孔，採集深海岩心總長超過97公里，採集範圍覆蓋了除北冰洋之外的全球各大洋。隨着第一階段（1-9航次）、第二階段（10-25航次）和第三階段（26-44航次）的順利展開，1975年，蘇聯、聯邦德國、英國、日本等國也加入了該項計劃，深海鑽探計劃進入了大洋鑽探的國際協作階段（International Phase of Ocean Drilling，IPOD）。1983年11月，「格羅瑪·挑戰者號」退役，接替它的是更加先進的「喬迪斯·決心號」，深海鑽探計劃也隨之改稱為大洋鑽探計劃。

一個主要的技術進步是在鑽孔後擴大使用孔。[1]鑽探期間和之後進行了地球物理和地球化學測量，偶爾在孔中安裝了長期的地震監測裝置。這擴大了對板塊構造涉及的動態過程的理解。另一項技術進步涉及1979年引進液壓活塞芯（HPC[2]），允許恢復幾乎未受干擾的沉積物核心。這大大增強了科學家研究古代海洋環境的能力。

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

海底以下鑽深的總長度 325,548米
取岩芯總間隔長度 170,043米
回收並儲存岩芯總長度 97,056米
總岩芯回收比率 57％
回收岩芯總長度 19,119
調查位置點數 624
已經完成的考察航程 96
海底最深鑽探深度 1,741米
玄武岩最大鑽深 1,080米
鑽探最深海底 7,044米
考察航行總距離 375,632海里（695,670公里）

成果 編輯

深海鑽探計劃最重要的成果就是驗證了海底擴張學說和板塊構造學說。此外還根據海底鑽探所取得岩心，重建了大西洋的海底擴張歷史，提出距今約9000萬年前，南極洲與澳洲、南美洲先後脫離，逐步形成了大西洋。還證明了印度板塊曾以超過10cm/a的速度向北漂移，在近6500萬年移動了4500km。

南極海域發現及成就 編輯

DSDP在 1972-73、1973-74、1974-75 和 1975-76 年的四個澳洲夏季期間，執行在南極洲周圍的第 28、29、35 和 36 航次，並完成了四個鑽井項目。這些項目主要集中在兩個目標上：新生代全球古氣候變化和南極洲周圍的板塊構造運動 [3][4] [5][6].。在南極大陸周邊共鑽探井15口，包括羅斯海4口，大陸邊緣5口，深海平原2口，東南印度洋脊4口。其中在羅斯海內第270井位鑽探在最高緯度（77o26.45'S）[3] [5]。對鑽井收集的數據進行分析，得出以下結果：

海底擴張 編輯

在深海鑽探計劃之前，洋殼的年齡是根據磁力帶（magnetic lineations）推算而得。磁力帶是當海床拉開時在擴張中心溢出的玄武岩在冷卻時，被當時地球磁場磁化而造成。這年齡應該和直接覆在蓋玄武岩上的基底沉積物的年齡相似。對鑽探所得的基底沉積物，進行的微古生物學分析證實了這一點。並進一步證實了澳大利亞在85百萬年年前與南極洲分離[7][8][3] [5]。

南極冰蓋的形成 編輯

根據古土壤研究，羅斯大陸架於漸新世（大約 2500 萬年前）開始下沉到海平面以下。下沉可能是由於南極大陸冰川在此時間已推進到羅斯海而形成大陸冰蓋（ice sheet）[9] [10]。此年代與地震剖面上看到的淺層不整合的年代是一致的。不整合面是由於冰川向沿海推進時侵蝕所致。環繞南極流（circum Antarctic current）也在漸新世也在漸新世開始形成[4] [11]. 。此外，在羅斯海周圍和南極半島的陸上鑽探也證實了南極冰蓋至少從漸新世以來就已經存在[12][13]。

冰山漂流物 編輯

海洋沉積物中冰山漂流物表明沉積時有冰山存在。 因此，在高緯度地區最早的冰山漂流物可能揭示海洋冰川的開始。 但需要指出的是，其它因素亦會影響冰山漂流物的分佈，如洋流和海面的海水溫度。 因此缺冰山漂流物，並不代表地球當時無冰山存在，最早出現冰山漂流物的時間應被視為在取樣位置的冰山漂流物最晚年齡。對南極周邊海域冰山漂流物的綜合調查結果指出，南極冰蓋至少在2千5 百萬前開始，並於大約 4.5百萬前分佈最廣，正如冰山漂流物此際漂流距離南極大陸最遠[4] [5][14][15] 。 隨後在南極半島陸上研究[16]和麥克默多冰架周圍取芯分析結果[17] [18]，也證明這種根據海洋沉積物對南極冰川歷史的解釋。

古氣候 編輯

分析南極大陸邊緣深海沉積物中的微古生物表明，至少從晚漸新世-早中新世以來，地表水溫已相對較低涼。隨着持續的冷卻，冷水團逐漸向北擴張，直到上新世早期，一次強化冷卻事件導致溫度最低。矽/碳酸鹽岩相邊界向北移動就證明了這一點。這一推論與基於冰山漂流物研究的結論相似[19][20]。 根據在高緯度海洋沉積物中，底棲和浮游有孔蟲的氧和碳同位素分析，推論出的表面溫度變化歷史表明，自始新世早期以來，地球表面溫度總體持續冷卻，到漸新世/始新世邊界時，溫度有顯著下降。這表明此時南極冰蓋可能已經到達海岸。然而，大陸上海拔較高的冰川可能從早期始新世就開始增長[21]。該結論與上述其他報告一致。

相關條目 編輯

參考資料 編輯

  1. ^ http://iodp.tamu.edu/publicinfo/glomar_challenger.html. （原始內容存檔於2020-06-12）.  缺少或|title=為空 (幫助)
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外部連結 編輯

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