Question

从“深海钻探计划”到“大洋钻探计划”意义是什么？

Answer 1

我们在前面提过，钻探以采集地层深处的岩芯，为人类找矿提供服务，一直以来都是陆上的事情。但到了20世纪60年代，钻探发展到了海上，它对海洋的考察研究起了莫大的推动作用。1961年，美国开始实施“莫霍计划”。当时的一艘叫“卡斯1号”的钻探船在东太平洋的瓜达卢佩岛附近的海域，进行了人类第一次深海钻探。钻杆穿过3560米深的水体，然后在洋底往下钻，直到钻头磨损再也不能钻进时，才提钻敲取岩芯更换钻头。但钻杆再次下水后，怎么也找不到先前的钻孔，于是只好作罢。人类的第一次深海底钻探只钻了183米。

这次试钻使人们对于深海钻探的计划感到灰心，有人估计，若要连续地重复同一钻孔的钻探，其钻探船得建造成像一个足球场那么大，所花的钱也将是个天文数字。科学家们总结了“莫霍计划”的失败教训，决定再次向深海钻探进军。

1966年，美国的斯普里克斯海洋研究所、伍兹霍尔海洋研究所、拉蒙特—多尔蒂地质研究所制订了一个“深海钻探计划”，并凑集款项，建造一艘新的钻探船。

通过公开招标，洛杉矶的环球海洋勘探公司承接了任务，仅用280天时间，便建造出一艘性能特别的船。为了纪念首次进行环球科学探险的“挑战者”号船，科学家们把这艘新船命名为“格洛玛·挑战者”号。

该船全长122米，总吨位1.05万吨，装有一台塔高59.74米的永久性钻机，备有钻杆7000米。它的形状笨拙，但却装有动力定位系统，能使船在打钻时稳定地保持在几十米的范围内。它的重返井孔系统能使钻探连续进行，而不会像“卡斯”1号那样，更换新钻头以后，再找不到原先的钻孔了。

1968年8月，“格洛玛·挑战者”号在墨西哥湾进行了它的首次钻探。这次钻探是试验性的，所以选择并不太深的海域以考验它的性能。钻台高出甲板约50米，钻机操作人员把一根根长27米、直径12.7厘米的钻杆逐次连接，从钻台的中央开口处向海底钻入。经过了整整8个小时，钻头才到海底开始向岩石钻去。这时人们仍然不敢相信“格洛玛·挑战者”号会获得成功。

然而奇迹出现了，“格洛玛·挑战者”号不仅取得了海底的岩芯，而且在更换钻头后能再次在原来的钻孔里继续钻进。这次试钻成功使科学家们相信它具有深海钻探的能力。

1970年，首批深海钻探在大西洋进行。“格洛玛·挑战者”号从西非的最大港口达喀尔启程，驶向辽阔的南大西洋。在南纬30度附近，9个钻探点沿着垂直于大西洋洋中脊的走向排列。

人们怀着极大的兴趣期待着深海钻探的结果。初探进行了两年，钻探已积累了相当可观的资料。在这两年里，科学家们不辞劳苦地每次随“格洛玛·挑战者”号出航，每个航次时间为55天，每天三班倒24小时连续不停，一个航次与另一航次之间休息5天，工作极其繁重艰辛。但是他们所得到的补偿是巨大的，那就是钻探不断送给他们新的地球的信息：钻探得来的岩芯，其最古老的年龄不大于1.6亿年，而大陆的最古老的岩石年龄可达38亿年。相比之下海洋的地壳非常年轻。这表明，洋底地壳的更新和破坏的过程，是一种全球性的、无处不在的运动过程。更老的大于1.6亿年年龄的洋壳全都被海沟俯冲带吞没了，甚至连小块老洋底地壳都没幸存下来。

这样，“格洛玛·挑战者”号为板块构造理论提供了有力的佐证。

1972年3月，正值“格洛玛·挑战者”号在大洋之上出尽风头之时，美国国家科学基金会在华盛顿召开了一次会议，决定将深海钻探计划扩大为国际联合项目，其目的一是可吸取各国的先进技术，增进国际科学界的合作，二是可使深海钻探向着更广泛、更深入的方向发展。

各国海洋界踊跃响应。苏联、西德、日本、瑞士、意大利、英国、法国、澳大利亚、巴西等国都派出优秀的科学家参加“深海钻探的国际阶段”工作。期间“格洛玛·挑战者”号也获得了水深万米以下的钻探能力。这样，它可直钻到洋底岩石圈的更深处。

“格洛玛·挑战者”号从此活跃在世界各大洋。它像100年前的“挑战者”号一样，长年累月漂泊在海上。当年的“挑战者”号只在海面上作些常规的考察，至多在海底用抓斗抓上一把沉积的淤泥，而“格洛玛·挑战者”号却在深海底钻探大洋岩石圈，这不能不说是海洋探险史的巨大进步。

“深海钻探计划”实施的结果大大超过计划设计者的最乐观的期望。它除了为板块理论提供令人信服的证据外，在寻找海底矿产资源方面也发现了许多重要的线索。例如，它在墨西哥湾的深海区找到含油气的盐丘构造，在南极罗斯海钻探时，也明显发现油气的迹象，在大西洋和印度洋，某些钻孔有含煤沉积，在地中海和红海，则提取了富含铜、锌等多金属矿物的岩芯，在马达加斯加海盆，钻得的岩芯中，有含铜和锰的细矿脉。此外，“深海钻探计划”在实施的过程中，对海洋海底水体的物理现象也作出了贡献。过去认为，海洋底部深处无洋流，而“格洛玛·挑战者”号却揭示，大西洋深部多处存在着强大的洋流运动。

到1981年底，“格洛玛·挑战者”号由于长期颠簸，已显得力不从心了。它锈迹斑斑，常出故障。在该计划行将结束之际，所有参加国的代表在美国奥斯汀召开了一次会议。鉴于地球上的某些地区(特别是高纬度地区)还未被考察，已取得的资料又蕴含着不少新的问题，所以与会代表一致认为，有必要制定一项新的海洋钻探计划，以便将海底调查工作更深入地开展下去。代表们还建议集资装备一条更为先进的钻探船。

1983年10月，“格洛玛·挑战者”号完成最后一个航次正式退役，由“乔迪斯·坚决”号接替。

“乔迪斯·坚决”号船长143米，宽21米，总吨位1.86万吨，船上钻塔高出海面61米，备有钻杆总长度达9144米，船的上层甲板还设有直升飞机平台。它是当代最先进的深海钻探船。

随着更换船只，“深海钻探计划”更名为“大洋钻探计划”。参加该计划的除老的成员外，又增加了冰岛、丹麦、瑞典、芬兰、挪威、荷兰、比利时、西班牙、希腊和土耳其等国家。

“深海钻探计划”和目前正在执行的“大洋钻探计划”是海洋领域科学研究的伟大创举，它代表地球一海洋科学发展史的一个无比辉煌的里程碑。

1998年4月，我国正式加入“大洋钻探计划”组织，成为第一个“参与成员”。5年间共派出8人次乘船出海，10余人次参加相关国际会议，国内有10多个实验室积极投身到大洋钻探采样和资料分析，从而促进了我国深海基础研究及基地建设，增强了我国在国际学术界的地位。

1999年，汪品先院士作为首席科学家，成功实施了在中国南海的第一次深海科学钻探，这是第一次由中国人设计和主持的大洋钻探航次，实现了中国海域大洋钻探零的突破，也建立了西太平洋最佳的深海地层剖面，在气候演变周期性、亚洲季风变迁和南海盆地演化等方面取得了创新成果，初步形成了一支多学科结合的深海基础研究队伍。