欧洲MSP航次组织实施情况介绍

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摘要

     欧洲特定任务平台(Mission Specific Platform, MSP)由欧洲大洋钻探研究联盟(ECORD)的科学执行机构(ECORD Science Operator, ESO)负责运行,ESO由三个单位参与组成,其中英国地质调查局负责航次的准备与实施,德国布莱梅大学负责航次岸上工作,欧洲岩石物理联盟负责录井工作。欧洲组织的航次并没有固定的钻探船,每个航次根据不同的情况租用不同的钻探船,具有很大的灵活性。

    欧洲特定任务平台(Mission Specific Platform, MSP)由欧洲大洋钻探研究联盟(ECORD)的科学执行机构(ECORD Science Operator, ESO)负责运行,ESO由三个单位参与组成,其中英国地质调查局负责航次的准备与实施,德国布莱梅大学负责航次岸上工作,欧洲岩石物理联盟负责录井工作。欧洲组织的航次并没有固定的钻探船,每个航次根据不同的情况租用不同的钻探船,具有很大的灵活性。

    自2003年IODP开始启动以来, ESO共组织实施了4个航次(表1),MSP的第一个航次也是IODP迄今为止最成功的航次,即2004的北冰洋古气候航次(IODP 302),航次后研究取得了令人瞩目的成果,仅在2006年,Nature就以5篇文章介绍了航次的研究成果。除此之外,还有2005年在太平洋塔希提岛海域实施的310航次、2009年在美国新泽西岸外实施的313航次和2010年在澳大利亚大堡礁实施的325航次。

    与美国USIO和日本CDEX的航次有所不同,欧洲的航次实施分为两部分——船上工作和岸上工作。由于MSP所用的钻探船(或平台)较小,一般容量有限,因此航次科学家团队只有部分人参加船上工作。在船上工作结束后,所有岩芯材料被运至德国布莱梅大学的岩芯库,随后航次科学家团队齐聚布莱梅,进行岸上部分的工作,包括岩芯的描述、测量和分样等工作。这一运行模式也决定了MSP的操作成本主要由两个部分构成:1)租船和钻探费用;2)前期准备和岸上工作费用。MSP每个航次租用不同的钻探船,因此钻探成本也有差别,下面简单介绍MSP每个航次的基本情况:

    一、            北冰洋古气候航次(302)

302航次首席科学家由瑞典斯德哥尔摩大学的Jan Backman和美国罗德岛大学的Kathryn Moran担任,航次科学目标是研究北冰洋中心地带的古海洋和构造演化。该航次在北冰洋海冰区域钻探,2~4 米厚的海冰以0.5节的速度流动,给深水钻探造成了很大的困难。ESO创造性地解决了这个难题,利用三艘破冰船协同作战:俄国核动力破冰船Sovetskiy Soyuz开路,瑞典破冰船Oden紧跟着碎冰,从而保证挪威破冰钻探船Vidar Viking进行定位深水钻探,这三艘破冰船在海上工作37天,租金合计为850万美元。302航次的钻探和录井分别由不同的专业公司负责,其中钻探部分由英国海洋工程和钻探公司Fugro Seacore承担。录井由法国油田服务商Schlumberger(斯伦贝谢)公司承担。

    二、            塔希提海平面变化航次(310)

310航次首席科学家由欧洲地球科学与环境研究中心(法国)Gilbert Camoin和日本东北大学Yasufumi Iryu担任。该航次在法属塔希提群岛海域40~120米水深的海域实施钻探,目标是重建末次冰消期以来的海平面变化历史。该航次租用了意大利Geolab公司所属的DP Hunter号钻探船,该船在海上作业40天。

    三、            新泽西海平面变化航次(313)

313航次首席科学家由美国鹿特根大学Gregory Mountain和法国国家科学研究中心Jean-Noël Proust担任,其中我国北京大学黄宝琦博士以微体古生物学家身份参加了航次。该航次在美国新泽西岸外的陆架浅水区钻探,水深只有32~35米,航次目标是重建古新世以来海平面变化曲线,建立可靠的海平面变化模型。该航次租用美国Montco公司的海上钻井平台L/B Kayd。

    四、            大堡礁环境变化航次(325)

325航次首席科学家由澳大利亚悉尼大学Jody Webster和日本东京大学Yusuke Yokoyama担任,我国有中国地质大学(北京)蒋宏忱博士以微生物学家身份参加了航次。该航次在澳大利亚大堡礁海域进行钻探,工作水深42~167米,航次科学目标与310航次一致,都是追溯海平面变化历史。该航次租用新加坡Bluestone公司的钻探船Greatship Maya,在海上作业56天。

欧洲组织的航次都是美国、日本钻探船无法到达的区域,要么是北极的海冰区,要么是浅水区,突显了MSP的特殊性,但欧洲面临同美国和日本一样的问题,就是由于国际油价等上涨导致成本上升,使得欧洲刚开始承诺的每年2个航次早已落空,现在每年执行1个航次都有很大的困难。

                                                             表1. ESO航次一览表

航次

钻探时间

岸上工作

首席科学家

科学主题

钻探船

北冰洋古气候

2004.8.7-9.13

2004.11.8-23

瑞典斯德哥尔摩大学Jan Backman和美国罗德岛大学Kathryn Moran

北冰洋中心地带的古海洋和构造演化

俄罗斯破冰船Sovetskiy Soyuz

瑞典破冰船Oden

挪威破冰钻探船Vidar Viking

塔希提海平面变化

2005.10.6-11.16

2006.2.13-3.4

欧洲地球科学与环境研究中心(法国)Gilbert Camoin和日本东北大学Yasufumi Iryu

重建末次冰消期以来海平面曲线及古海洋变化

意大利钻探船DP Hunter

新泽西海平面变化

2009.4.30-7.17

2009.11.6-12.4

美国鹿特根大学Gregory Mountain和法国国家科学研究中心Jean-Noël Proust(我国有北京大学黄宝琦参加)

重建古新世以来海平面变化曲线

美国钻井平台L/B Kayd

大堡礁环境变化

2010.2.11-4.7

2010.7.2-16

澳大利亚悉尼大学Jody Webster和日本东京大学Yusuke Yokoyama(我国有中国地质大学(北京)蒋宏忱参加

重建末次冰消期以来海平面曲线及古海洋变化

新加坡钻探船Greatship Maya