國際大洋鉆探：可以遲到，但不能缺席

2017年6月，第三次南海大洋鉆探圓滿結束，“決心”號首次?？可虾＃◤埥ㄋ?攝）

國際大洋發現計劃（IODP，2013—2023）及其前身綜合大洋鉆探計劃（IODP，2003—2013）、大洋鉆探計劃（ODP，1985—2003）和深海鉆探計劃（DSDP，1968—1983）是20世紀至今地球科學規模最大、影響最深的國際合作研究計劃，在深海研究和地球科學領域占有及其重要的地位。大洋鉆探50年來在全球各大洋鉆井4000多口，取芯40余萬米，導致了地球科學的革命，引領地球深部的探索。大洋鉆探，驗證了地球構造運動的板塊理論，證實了氣候演變的軌道周期學說，發現了海底深部生物圈和天然氣水合物，揭示了大洋巖石圈的成礦機制，改變了整個地球的發展軌跡。

經國務院批準，我國分別于1998年和2003年以“參與成員國”身份加入ODP和IODP（綜合大洋鉆探計劃）。2013年10月，習近平總書記批示，我國進一步加大對大洋鉆探的投入，以年付300萬美元會費加入國際大洋發現計劃。20年來，我國參加大洋鉆探的各項工作取得了突出成績，開創了我國深海研究的新局面。

20年來的發展歷程

1968年，美國“格羅碼·挑戰者”深海鉆探船首航墨西哥灣，開啟了劃時代的深海鉆探計劃。50年來，深海鉆探計劃實現了地球科學一次又一次的重大突破，始終站在國際學術前沿。

2015年12月，“決心”號啟程奔赴西南印度洋開展打穿地球殼幔邊界的大洋鉆探（張建松 攝）

我國1998年才以參與成員身份(年付50萬美元會費)加入ODP，開啟了中國大洋鉆探20余年的發展歷程。2003年，我國繼續以參與成員身份(會費增加到年付100萬美元)加入綜合大洋鉆探計劃。2013年，我國以全額會員身份加入國際大洋發現計劃，并大幅度提高資助強度，除了每年支付300萬美元會費，還以匹配經費的形式資助IODP的航次。在新IODP運行的前5年（2014—2018年），中國為IODP提供了3300萬美元的資助，成為僅次于美國、日本和歐洲聯合體的第四大資助方。1998年以來，我國參加大洋鉆探的工作一直由科學技術部牽頭，協調相關部委共同領導，同時成立了中國IODP工作協調小組、中國IODP專家咨詢委員會和中國IODP辦公室等組織管理機構。

20年來，先后有來自中國科學院、教育部、自然資源部等所屬的30多家單位的130余位科學家參加了以南海和菲律賓海為重點的西太平洋以及大西洋、印度洋和南大洋等海區的60個大洋鉆探航次。尤其在1999年春，成功實施了由我國科學家建議、設計和主持的南海ODP第184航次，實現了中國深海鉆探“零”的突破。近5年，我國又實施了3個“補助性建議項目”航次。在科學技術部、國家自然科學基金委員會等部門的大力支持下，南海大洋鉆探研究20年長盛不衰，取得了豐碩的研究成果，使我國一舉進入深海基礎研究的國際前沿，引領我國深海科學發展的方向。

中國參加國際大洋鉆探突出成就是以我國為主的4個ODP-IODP航次：1999年以“東亞古季風”為主題的ODP第184航次，由汪品先和Warren Prell為首席科學家；2014年以“南海海底擴張”為主題的IODP第349航次，由李春峰和林間為首席科學家；2017年以“南海裂谷破裂”為主題的IODP第367和368航次，分別由孫珍和Joann Stock，以及翦知湣和Hans Christian Larsen擔任首席科學家；2018年以“重返南海北部U1503站”為主題的IODP第368X航次。近20年來，在我國科學家設計和主持下實現了“4+1”次南海大洋鉆探，鉆探深海18個站位，其中，12處水深超過3000米，取回巖芯近萬米，有7處鉆進了巖漿巖基底。南海的大洋鉆探使我國科學界提出了自己的新認識，在氣候演變和海盆形成方面向套用大西洋模式的流行觀點提出挑戰，使南海成為全球深海研究程度高的邊緣海，并且確立了我國在南海深?？茖W研究中的國際主導權。

開辟地球系統研究新局面

中國參與大洋鉆探不僅為我國科學家參加三大洋和南北極的深海探索創造了條件，而且使我國學術界進入深海研究的國際前沿，與國際深海科學的各主要領域全面接軌。譬如，IODP第349航次在南海發現世界首例由碳酸鹽質母巖漿向堿性玄武巖連續轉化的現象，打開了揭秘深部碳循環的一扇新的窗戶，將大大推動有關深部碳對巖漿活動、地表環境的影響等相關研究。又如，南海大洋鉆探在南海水深3500米以下站位的聲學基底（玄武巖、蝕變玄武巖或者礫巖）之上，發現有漸新世至中中新世的紅褐色黏土沉積，與廣布于蘇祿海、蘇拉威西海、菲律賓海在內的西太平洋洋殼玄武巖之上的紅褐色黏土一致，為重新認識大洋紅層發育機理提供了新的證據。因此，南海大洋鉆探取自深海盆的巖芯，首次為大洋巖石學和深海沉積學提供了寶貴材料，使我國的深海研究從古海洋學拓展到大洋巖石圈的地球化學和地球物理研究以及深部生物圈等新領域，我國的沉積學從陸地和近岸進入深海，從而覆蓋了深海地球科學的各主要領域，扭轉了長期以來海陸脫節、重陸輕海的偏向，將我國陸地和太平洋地質連接起來，促進了海陸結合的地球系統研究新局面，推進了我國地球科學整體的發展。

此外，南海大洋鉆探推進我國對南海深水油氣勘探的理論認識，為南海的油氣勘探研究提供了對比的據點。深海油氣勘探的地質判斷，大量依靠地震剖面等地球物理的間接證據，而大洋鉆探取得的巖芯，為地震剖面的地質解釋提供了直接的地層檢驗，確立了區域地層的標準剖面。ODP第184航次的1148站多年來已成為南海深水油氣勘探的重要參數井。實際上，油氣勘探的地質研究著重在陸架和陸坡上部，大洋鉆探從深海盆取得的地質記錄，為南海資源勘探提供了不可替代的深部信息，深化了對南海沉積盆地成因的認識，揭示了油氣和天然氣水合物等的形成條件和變化規律。因此，大洋鉆探從基礎研究角度為資源開發提供了無可替代的寶貴資料和認識。

中國大洋鉆探的當務之急

深海海底離地球內部較近，從深海海底打鉆，至今還是人類直接探測地球內部無可替代的高效途徑。大洋鉆探既下海又入地，面臨的是雙重挑戰，然而正是依靠各國科技界的共同努力，才能在半個世紀里譜寫出彪炳史冊的科學華章。就當前而言，面對莫霍鉆一類的硬巖石鉆探任務，科技界正在探索第三代大洋鉆探船的技術前景。經過50年的鉆探，大洋鉆探初期那種科學目標簡單、技術難度不高，可以“一鉆定天下”的站位已經越來越少，僅靠鉆探單一手段解決科學問題的時代正在消逝，而與深網觀測、深潛探索相結合的“三深”技術正在成為未來大洋鉆探的新形式。多年來，在鉆井中設置“海底井塞”，對海底下液體流動和地殼運動進行長期實時監測，甚至進行微生物培養實驗，就是大洋鉆探成功的案例。歐洲幾年前提出“深海與海底科學前沿”計劃，體現了“三深”結合的新思路，就值得我們在向深海進軍中密切注意。在作出科學貢獻的同時，大洋鉆探也為大型科學國際合作，積累了寶貴的精神財富。

大洋鉆探重要的特色在于其學術的前瞻性和開放性，大洋鉆探航次的選擇，由各國科學家共同投票擇優錄??；每個航次船上兩個月里的同舟共濟，為世界各國不同專業的科學家營造了獨特的交流空間，給他們留下終生難忘的學術經歷。大洋鉆探的科學計劃，必須得到世界公認。

隨著世界經濟格局的變化，各國對大洋鉆探的投入也此起彼伏。然而各國在大洋鉆探中投入和產出的相對比例，卻大相徑庭，值得指出的是澳大利亞和荷蘭，都以少量的投入取得重大的收獲。其中澳大利亞得益于地理位置，因為南半球的大洋是國際鉆探的熱點；而荷蘭主要依靠人才，少量人員的參加便換來了重大的研究成果。

在這場半世紀的國際深海科技競賽中，中國遲到了30年，比美國、日本和歐洲聯合體的資歷淺得多。但是決心建設海洋強國的中國人，正以初生之犢的勇氣和后來居上的雄心，抓住歷史機遇試圖問鼎大洋鉆探的科學頂峰。與此同時，我們又必須腳踏實地、勝而不驕，認真研究和吸取50年來的國際經驗，避免陷入前人的誤區。圍繞“建設海洋強國”的目標，我國必將在國際大洋鉆探中發揮更大的作用，當務之急是以平臺提供者的身份進入參加國的核心層。與此同時，我國還需要從戰略高度全面考慮在這項國際大計劃中所起的作用。

隨著海洋科學的發展，大洋鉆探的地理覆蓋面必將擴大，越來越多國家的“專屬經濟區”將成為鉆探的對象，其中許多屬于發展中國家。長期以來，大洋鉆探只是個“富國俱樂部”，如何聯合發展中國家的科學家參加深海研究，擴展參與大洋鉆探成員國的范圍，將會是擺在我們面前的任務。大洋鉆探規劃所采用的是幾十年的時間尺度，尤其是其硬件建設，必須有足夠的前瞻性。將來建造世界第三代大洋鉆探船，必須在發展新技術、面對新目標的前提下，凝聚國際科技界的共同智慧，在充分國際研討的基礎上著手建造，才能經得起時間的考驗。

為新10年科學計劃而努力

改革開放40年來，我國已經形成了世界上較大的地球科學隊伍。但是從整體上看，我國地球科學依然沒有擺脫發展中國家“原料輸出型”的范疇，有待向發達國家的“深加工型”轉變，向地球系統科學的方向轉型。只有陸上，缺乏海洋，尤其沒有深海，是發展中國家地球科學的一大特征。因此，發展大洋鉆探為旗幟的深海地球科學，是我國地球科學轉型的必由之路?，F在，國際大洋鉆探面臨著研討和制定2023年后新10年科學計劃的任務，我國應當盡早從學術上著手準備，爭取主辦國際科學大會，為制定計劃作出實質性貢獻。

中國科學院院士汪品先教授多次說過：“由于歷史的原因，中國錯過了19世紀和20世紀地球科學的革命，對于進化論和板塊學說的建立愧無貢獻。隨著地球科學向系統科學的方向發展，勢將引來21世紀的又一場科學革命，中國正在經歷著科學發展的黃金時期，應當面對國際、朝向未來，將大洋鉆探國際合作視作自身發展的重大機遇，爭取為全人類作出自己的歷史貢獻。”（國際大洋發現計劃中國辦公室供稿）