海底探索和發(fā)現(xiàn)的時(shí)代即將結(jié)束。然而,還有很多東西需要學(xué)習(xí)。
由著名作家約翰·斯坦貝克(John Steinbeck)擔(dān)任歷史顧問,一群美國科學(xué)家和工程師于1961年開始執(zhí)行一項(xiàng)史無前例的任務(wù),即鉆探大洋地殼并測(cè)量海底深處的溫度。由于水域太深,無法拋錨,鉆探小組使用了一艘經(jīng)過特別改裝的駁船,船上配備了一系列舷外發(fā)動(dòng)機(jī),使他們能夠連續(xù)數(shù)周停留在同一地點(diǎn)。鉆探船的頂部裝有一臺(tái)被稱為井架的專用起重機(jī),位于甲板中央的一個(gè)孔上,可以通過它降低鉆柱。斯坦貝克認(rèn)識(shí)到了這項(xiàng)被稱為“莫霍計(jì)劃”(Project Mohole)的任務(wù)擁有巨大的潛力,該計(jì)劃旨在探索廣闊而未被開發(fā)的海底世界。
第一個(gè)深海鉆探項(xiàng)目收集的巖石樣本表明,大洋地殼是由火山巖構(gòu)成的。這一重要信息支持了新興的板塊構(gòu)造論。這個(gè)具有遠(yuǎn)見卓識(shí)的項(xiàng)目雖然沒有完成鉆探地幔的既定任務(wù),但卻提高了工業(yè)和科學(xué)的水平,并激發(fā)了數(shù)十年的科學(xué)大洋鉆探和國際合作。這些舉措催生出技術(shù)、工程和管理相關(guān)的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施、大量鉆井,以及由數(shù)千人組成的龐大的多學(xué)科科學(xué)社區(qū),不斷推動(dòng)著突破性的發(fā)現(xiàn)和科學(xué)進(jìn)步。
如今,科學(xué)大洋鉆探已被定位為解決有關(guān)地球及其對(duì)氣候變化的反應(yīng)、生命的起源和進(jìn)化、與地震和海嘯相關(guān)的危害以及其他一系列研究領(lǐng)域基本問題的重要工具。然而,科學(xué)大洋鉆探的未來仍不確定,因?yàn)槊绹膯痰纤?· 決心號(hào)鉆探船將退役,結(jié)束其目前由美國國家科學(xué)基金會(huì)支持的鉆探計(jì)劃,并暫??紤]如何進(jìn)行下一步計(jì)劃。
歐洲大洋研究鉆探聯(lián)盟和日本將于2025年1月1日啟動(dòng)一項(xiàng)新的國際海洋鉆探計(jì)劃。該計(jì)劃將使用特定任務(wù)平臺(tái)進(jìn)行探測(cè),根據(jù)每次任務(wù)的科學(xué)需求來選擇船只和探測(cè)時(shí)間,而不是像喬迪斯 · 決心號(hào)那樣進(jìn)行為期兩個(gè)月的常規(guī)考察。日本的地球號(hào)鉆探船和解明號(hào)(Kaimei)研究船將作為未來海洋科學(xué)發(fā)現(xiàn)工作的兩個(gè)主要取芯設(shè)施。全球地球科學(xué)界,尤其是美國地球科學(xué)界,正擔(dān)心會(huì)失去幾代人磨練出來的獨(dú)特技術(shù)知識(shí)和合作框架。這事關(guān)重大,來自世界海洋的數(shù)據(jù)掌握著許多重要但懸而未決的科學(xué)問題的答案,如果沒有一艘類似于喬迪斯 · 決心號(hào)能夠在世界范圍內(nèi)探測(cè)的鉆探船,這些問題可能會(huì)更難解決。
科學(xué)大洋鉆探的來龍去脈
從地球深處采集完整的地質(zhì)材料樣本和獲取高質(zhì)量的數(shù)據(jù),需要一套不同于鉆探石油和天然氣或建造渦輪機(jī)和橋梁水下基座的工具和技術(shù)??茖W(xué)鉆探船可以:在各種水深和水流、風(fēng)浪條件下保持同一位置;在各種地質(zhì)材料中回收近乎連續(xù)的巖石和沉積物巖芯;部署測(cè)井儀器以確定地下的地球物理特性;安裝觀測(cè)站以捕捉地下深處的現(xiàn)場動(dòng)態(tài)信息。這些工具提升了研究地球的能力。研究結(jié)果徹底改變了人類對(duì)地球歷史、地質(zhì)學(xué)和生態(tài)學(xué)的認(rèn)識(shí),并揭示了有關(guān)地球形成過程的重要信息。
在喬迪斯 · 決心號(hào)上,取芯工作是在艦橋上開始的,即在船只抵達(dá)目的地并啟動(dòng)推進(jìn)器之后,該推進(jìn)器作為船只動(dòng)態(tài)定位系統(tǒng)的一部分。推進(jìn)器可自動(dòng)保持位置不變,這對(duì)于在深水等無法拋錨的地方取芯至關(guān)重要。1961年,該技術(shù)的前身在莫霍計(jì)劃的駁船上首次亮相。此后,動(dòng)態(tài)定位技術(shù)被廣泛應(yīng)用于科研和產(chǎn)業(yè)界,并進(jìn)行了多次改進(jìn)。
就位后,鉆井船會(huì)在井架下將9.5米長的管子首尾相接地組裝起來,為取巖芯做準(zhǔn)備。組裝好的管道末端裝有鉆頭,稱為鉆柱,通過船體上的一個(gè)洞(稱為月池)延伸到海底。一個(gè)內(nèi)襯塑料的巖芯筒通過鉆桿內(nèi)部被放入海底。鉆探過程中,井架上的巨大電機(jī)為鉆柱提供扭矩。
在松軟的沉積物中,液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將內(nèi)巖芯筒和襯里(頂端裝有切削蹄片)插入外管末端之外,以獲取腐蝕程度相對(duì)不高的9.5米長的沉積物巖芯。然后,鉆機(jī)推進(jìn)鉆桿,更換襯里,準(zhǔn)備取下一個(gè)巖芯。軟沉積巖芯采集的典型深度為海底以下300米至500米,最深可達(dá)700米。一個(gè)鉆孔可采集
30~70個(gè)巖芯。
對(duì)于較堅(jiān)硬的沉積物和基底巖石,巖芯采集采用旋轉(zhuǎn)鉆探法。外鉆桿在巖石或沉積物中旋轉(zhuǎn),而帶襯里的非旋轉(zhuǎn)內(nèi)巖芯筒則向前推進(jìn)并修整巖芯。喬迪斯 · 決心號(hào)已鉆探到海底2100米深處的海洋地殼。最深的海洋鉆孔記錄是由地球號(hào)于2019年創(chuàng)造的,當(dāng)時(shí)它在日本南部海域海槽下3250米處鉆了一個(gè)孔。
長達(dá)9.5米的鉆柱就像一根軟面條,在流動(dòng)的海洋中下放3000~5000米。盡管這種系統(tǒng)在物理上存在挑戰(zhàn),但科學(xué)海洋鉆探已開發(fā)出不僅能在特定位置取芯,還能將鉆柱穿回以前鉆過的裝有再入錐和套管系統(tǒng)的鉆孔。這種漏斗狀的錐體可以重新鉆入并加深鉆孔,或安裝鉆孔觀測(cè)站,即在海底安裝一串傳感器,以便在原地長期收集數(shù)據(jù)。
國際跨學(xué)科科學(xué)
作為科學(xué)家或技術(shù)人員加入鉆探考察隊(duì),意味著成為一個(gè)國際團(tuán)隊(duì)的一員,這個(gè)團(tuán)隊(duì)通常要在一起工作兩個(gè)月,每周7天、每天12小時(shí)輪班工作,處理、測(cè)量和分析考察期間獲得的地質(zhì)材料和數(shù)據(jù)。在喬迪斯 · 決心號(hào)上,大部分工作都是在海上進(jìn)行的。在特定任務(wù)平臺(tái)考察中,只有時(shí)間敏感的工作才在海上進(jìn)行,其他處理工作由考察科學(xué)家在岸上的實(shí)驗(yàn)室完成。每次考察的目標(biāo)、技術(shù)需求、對(duì)安全操作條件的要求以及完成這些目標(biāo)所需的基本工作人員,都是提前數(shù)年精心規(guī)劃好的。
例如,喬迪斯 · 決心號(hào)上典型的鉆探工作需要100多名人員的努力,其中包括船長、工程師、鉆探小組、餐飲服務(wù)人員、技術(shù)人員和科學(xué)家。鉆探人員回收巖芯或在鉆孔中放置儀器。巖芯到了甲板上,就會(huì)轉(zhuǎn)交給技術(shù)人員進(jìn)行整理和元數(shù)據(jù)記錄,然后再轉(zhuǎn)交給科研團(tuán)隊(duì),收集一系列全面的船上標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和考察專用數(shù)據(jù)。在船上收集的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),如巖芯的年齡、化學(xué)成分、磁極性和化石的存在,一直是科學(xué)海洋鉆探的重要標(biāo)志。有保障地生成簡單但具有診斷性的數(shù)據(jù),為評(píng)估當(dāng)前鉆探的成功與否、規(guī)劃未來取樣和提出假設(shè)提供了勘測(cè)信息。
航行后的工作是通過額外的樣本采集、實(shí)驗(yàn)室工作、數(shù)據(jù)處理和建模來跟進(jìn)這些初步結(jié)果。隨著時(shí)間的推移,不斷增加的數(shù)據(jù)集有助于發(fā)現(xiàn)地球表面在時(shí)間和空間上的大規(guī)模全球變化模式。例如,1500萬年的全球海洋有機(jī)碳沉積史,用于研究生物生產(chǎn)力,以及根據(jù)孔隙流體數(shù)據(jù)對(duì)海底生物呼吸進(jìn)行的全球調(diào)查。樣本和數(shù)據(jù)收集工作在恢復(fù)后可持續(xù)數(shù)十年,是全世界研究、教育和培訓(xùn)不可或缺的一部分。
揭開地球物理過程的神秘面紗
科學(xué)大洋鉆探的創(chuàng)始動(dòng)機(jī)之一是從地球地幔中采集巖石樣本。2023年5月,在IODP第399次考察期間,喬迪斯 · 決心號(hào)再次嘗試實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),深入亞特蘭蒂斯地塊進(jìn)行鉆探,收集了最長的連續(xù)巖石序列,其成分與地幔中的成分相似。這次考察獲得的數(shù)據(jù)將有助于深入了解大洋巖石圈的組成和結(jié)構(gòu)。
此外,水與來自下地殼和地幔的巖石之間的相互作用導(dǎo)致了一種被稱為蛇紋石化的變質(zhì)作用。這種反應(yīng)是巖石的熱液改變,會(huì)產(chǎn)生甲烷和氫,被海底微生物群落用作能源。外太陽系冰衛(wèi)星(如木衛(wèi)二和土衛(wèi)二)的海底可能正在發(fā)生蛇紋石化和其他類似的巖
石-流體相互作用,從而可能創(chuàng)造出有利于微生物生命起源和維持的環(huán)境。因此,科學(xué)大洋鉆探在了解天體生物學(xué)方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
2011年日本東北部沿海地區(qū)發(fā)生的9.0級(jí)大地震顯示,斷層的滑移量超過50米,一直延伸到海溝的海底。在此之前,研究人員普遍認(rèn)為,如此大的地震滑動(dòng)量僅限于斷層中更深的地段,因?yàn)槟抢锸堑卣鹌屏训钠鹗键c(diǎn)。2011年發(fā)生的淺層滑動(dòng)導(dǎo)致了比預(yù)期規(guī)模更大的地震和海嘯。對(duì)日本南部海域海槽和日本海溝俯沖帶斷層巖芯樣本的分析顯示,以前曾發(fā)生過大的地震斷裂,但滑動(dòng)較淺。了解哪些斷層在過去經(jīng)歷過大的、淺層的地震滑動(dòng),對(duì)于避免產(chǎn)生海嘯危害有著巨大的意義。
2011年地震后不久,IODP第343/343T快速反應(yīng)鉆探考察隊(duì)迅速采取行動(dòng)。它采集了斷層帶的樣本,并安裝了一個(gè)海底鉆孔觀測(cè)站,測(cè)量地震期間摩擦阻力沿?cái)鄬赢a(chǎn)生的熱量。
結(jié)果表明,斷層帶極其脆弱,幾乎沒有阻力來阻止斷裂和消散能量。
能夠在海底深處安裝觀測(cè)站,就地獲取數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)海底系統(tǒng),是現(xiàn)代科學(xué)大洋鉆探最令人興奮和最獨(dú)特的方面之一。在過去的20年里,俯沖帶斷層的一些地段在數(shù)小時(shí)至數(shù)月的時(shí)間里發(fā)生了數(shù)厘米的滑動(dòng),但沒有產(chǎn)生破壞性地震。研究人員對(duì)監(jiān)測(cè)這些慢滑事件特別感興趣,因?yàn)樗鼈儠?huì)影響斷層的應(yīng)力狀況,并有可能引發(fā)產(chǎn)生破壞性震動(dòng)的快速地震。這些斷層系統(tǒng)大多遠(yuǎn)離海岸,位于海底,難以用陸基儀器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不過,科學(xué)大洋鉆探安裝的海底鉆孔觀測(cè)站在識(shí)別和描述這種滑移行為方面非常強(qiáng)大。當(dāng)斷層發(fā)生微?。s1厘米)的滑動(dòng)時(shí),會(huì)擠壓或擴(kuò)張周圍的巖石,導(dǎo)致巖石中的孔隙流體壓力增大或減小。巖石中的這些瞬時(shí)海底壓力變化被記錄下來,很容易從海底的潮汐波動(dòng)中辨別出來。因此,海底的鉆孔觀測(cè)站比使用地震檢波器網(wǎng)絡(luò)和其他海底地理參考儀器更敏感。
2016年,IODP 364航次考察隊(duì)與國際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃(ICSDP)合作,使用特定任務(wù)平臺(tái)從墨西哥尤卡坦半島附近的??颂K魯伯隕石坑采集了約800米的鉆孔巖芯。這個(gè)距今6600萬年、直徑約200千米的撞擊坑與白堊紀(jì)-古近紀(jì)大滅絕有關(guān),當(dāng)時(shí)世界上75%的物種滅絕,包括所有非鳥類恐龍??疾礻?duì)找到的地質(zhì)材料揭示了大型撞擊事件是如何使地殼巖石發(fā)生沖擊和變形,并在數(shù)分鐘內(nèi)將數(shù)百米大小的大塊巖石從1萬米深處運(yùn)送到靠近行星表面的。希克蘇魯伯隕石坑中心最初熔融的巖石冷卻,形成了一個(gè)巨大的熱液系統(tǒng),可能持續(xù)了數(shù)百萬年。隕石坑中仍然存在嗜熱細(xì)菌,這表明撞擊后的熱液系統(tǒng)可以催生由化學(xué)合成支持的生態(tài)系統(tǒng)。從隕石坑上方的沉積巖中進(jìn)行的古生物學(xué)觀察表明,生命在幾年內(nèi)就返回到了地面零度以上的水域和沉積物中,這突出表明了生命在發(fā)生全球?yàn)?zāi)難之后迅速的恢復(fù)能力。
研究過去,掌握未來氣候
科學(xué)大洋鉆探提供了許多數(shù)據(jù)讓我們了解過去2億年來的氣候變化及其對(duì)生物圈的影響。由于鉆探巖芯是在世界各地采集的,因此大洋鉆探能夠獲取空間上的綜合數(shù)據(jù)集,從而揭示區(qū)域和全球在溫度、海平面、海洋環(huán)流、季風(fēng)、海洋微生物演化等方面的變化。
對(duì)海底巖芯的分析闡明了全球氣候長期變暖或變冷的驅(qū)動(dòng)因素、熱帶季風(fēng)系統(tǒng)的演變、大冰原的擴(kuò)張和收縮,以及高緯度冰層增長與低緯度氣候之間的相互作用。2013年至2016年環(huán)繞印度洋的一系列考察揭示了亞洲、非洲和澳大利亞季風(fēng)的發(fā)展和加劇,這些季風(fēng)的出現(xiàn)至少在一定程度上是喜馬拉雅山構(gòu)造性隆起和造山運(yùn)動(dòng)造成的。
在砂質(zhì)海底扇的深處取芯,為重建構(gòu)造隆起和地貌演變的速率以及陸地上升對(duì)海洋和大氣環(huán)流的影響提供了數(shù)據(jù)。這些海底扇是由從亞洲大河流出的沉積物形成的。要穿透厚厚的河流沉積物層很困難,鉆探深度也因此受到限制,因此目前仍未對(duì)大約1500萬年前的季風(fēng)歷史進(jìn)行取樣研究。地球的極地冰原是全球氣候和海洋環(huán)流的主要驅(qū)動(dòng)力。幾十年的深海工作通過地球化學(xué)數(shù)據(jù)記錄了極地冰原面積的變化。然而,要真正了解對(duì)冰蓋動(dòng)力學(xué)的控制、冰蓋歷史與海平面之間的關(guān)系、南大洋環(huán)流的時(shí)間演變,以及冰、南大洋環(huán)流和海洋生態(tài)系統(tǒng)之間的相互作用,還需要更接近最大冰蓋的數(shù)據(jù)記錄。IODP的南大洋考察,包括最近在2018到2019年進(jìn)行的四次考察,提供了前所未有的有關(guān)過去溫暖時(shí)期的細(xì)節(jié),例如提供的證據(jù)表明約400萬年前阿蒙森海的冰層流失引發(fā)了南極西部冰蓋崩塌。它們還強(qiáng)調(diào)了二氧化碳、冰蓋動(dòng)力學(xué)和海洋溫度之間的密切聯(lián)系。1968年至2022年間,科學(xué)家對(duì)全球各地的科學(xué)大洋鉆探場地進(jìn)行了采樣。
美國科學(xué)大洋鉆探的前景
隨著IODP2計(jì)劃于2024年結(jié)束,國際社會(huì)于2018年開始規(guī)劃未來。所做的努力包括制定一個(gè)廣泛的、前瞻性的科學(xué)優(yōu)先事項(xiàng)框架,并討論如何建造一艘新的鉆探船,來執(zhí)行美國和全球的科學(xué)優(yōu)先事項(xiàng)。
然而,2023年3月,美國國家科學(xué)基金會(huì)宣布,美國支持的科學(xué)大洋鉆探前途未卜,因?yàn)槊绹鴩铱茖W(xué)基金會(huì)與喬迪斯 · 決心號(hào)的運(yùn)營商得克薩斯農(nóng)工大學(xué)之間的合作協(xié)議將于2024年終止,即在該船的環(huán)境許可證于2028年到期的前四年。
讓喬迪斯 · 決心號(hào)退役的決定在美國產(chǎn)生了許多影響。首先,大量的科學(xué)研究將被擱置?,F(xiàn)有的大多數(shù)鉆探平臺(tái)都無法在水深3000米以上的水域作業(yè),也不具備從沉積物或地殼深處回收巖芯的能力。有關(guān)新鉆探船的決定遲遲未定,這表明,進(jìn)入海底下大部分區(qū)域的時(shí)間可能會(huì)延長到2030年或更久。長期沒有新的數(shù)據(jù)、樣本或船上培訓(xùn),會(huì)限制美國地質(zhì)科學(xué)研究人員和技術(shù)人員的進(jìn)步。
由于新的取樣工作前途未卜,大洋鉆探科學(xué)界的一些人將繼續(xù)利用精心整理的遺留資產(chǎn)(樣本和數(shù)據(jù))開展工作。然而,已回收和整理的研究材料以及剩余材料的數(shù)量和活性都有局限性。例如,地球微生物學(xué)研究需要新回收的材料來捕捉生命的生物特征,以免樣品在儲(chǔ)存中甚至在船上不斷變化的環(huán)境條件下降解。如果沒有一艘合適的船來鉆孔、安裝和回收儀器和數(shù)據(jù),就無法進(jìn)行與觀測(cè)相關(guān)的科學(xué)研究,而這些科學(xué)研究需要新的定點(diǎn)測(cè)量儀器。雖然經(jīng)過整理的巖芯可能對(duì)未來的氣候工作有用,但收集的覆蓋范圍在時(shí)間或空間上絕不是全球性的,而且一些取樣的關(guān)鍵間隔時(shí)機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)錯(cuò)過。
事實(shí)證明,科學(xué)大洋鉆探是一種非常強(qiáng)大的手段,可以訓(xùn)練來自世界各地大學(xué)的學(xué)生進(jìn)行鉆探,在各種科學(xué)和工程學(xué)科之間進(jìn)行合作,并了解和解釋地下深處的情況。從這項(xiàng)工作中獲得的特殊技能和專業(yè)知識(shí)超出了學(xué)術(shù)領(lǐng)域,對(duì)于幫助美國向低碳未來轉(zhuǎn)型至關(guān)重要,特別是在地?zé)衢_發(fā)、地下水和環(huán)境管理以及二氧化碳封存等領(lǐng)域。鉆探和巖土技術(shù)培訓(xùn)的機(jī)會(huì)將受到嚴(yán)重限制,失去這一科學(xué)引擎將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。鉆探工作的中斷也意味著新技術(shù)開發(fā)的停止,而新技術(shù)的開發(fā)是為了解決急需解決的問題,以實(shí)現(xiàn)特定的目標(biāo)。由于自海洋科學(xué)鉆探開始以來,美國一直處于全球領(lǐng)先地位,因此目前的不確定性正波及國際地球科學(xué)界。
早在1961年,斯坦貝克就曾在第一個(gè)深海鉆探計(jì)劃中寫道:“在第一次接觸新世界的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)之路就已經(jīng)開啟。”我們?cè)趹c??茖W(xué)大洋鉆探自那時(shí)以來所取得的非凡成就的同時(shí),也希望下一代科學(xué)家和工程師能夠繼續(xù)探索大洋之下的科學(xué)世界,尋求解決地球上最大的謎團(tuán)和不確定性。
資料來源 Physics Today
本文作者麗貝卡 · 羅賓遜(Rebecca S. Robinson)是美國羅德島大學(xué)的海洋學(xué)教授,研究過去地質(zhì)時(shí)期海洋生物、化學(xué)和氣候之間的聯(lián)系;索尼婭 · 蒂庫(Sonia Tikoo)是斯坦福大學(xué)地球物理學(xué)助理教授,利用古地磁學(xué)研究行星磁性歷史、地球動(dòng)力學(xué)和隕石撞擊過程;帕特里克 · 富爾頓(Patrick Fulton)是康奈爾大學(xué)地球和大氣科學(xué)助理教授,研究斷層和裂縫中的水文和熱過程,以更好地了解地震物理。
科學(xué)大洋鉆探的歷史
第一次大洋鉆探科學(xué)考察(莫霍計(jì)劃)是在1961年進(jìn)行的。五年后的1966年,美國國家科學(xué)基金會(huì)資助建立了深海鉆探計(jì)劃(DSDP)。從1975年開始,包括法國、日本、英國、蘇聯(lián)和聯(lián)邦德國在內(nèi)的多個(gè)合作伙伴加入了美國的行列,創(chuàng)建了一個(gè)國際合作項(xiàng)目,即國際大洋鉆探階段項(xiàng)目(IPOD)。這一階段建立了基礎(chǔ)設(shè)施辦公室和籌資機(jī)制,以提供技術(shù)和后勤人員支持。隨著時(shí)間的推移,基礎(chǔ)設(shè)施也在不斷發(fā)展。例如,隨著個(gè)人電腦的出現(xiàn)和全球通信的進(jìn)步,科學(xué)大洋鉆探結(jié)合了信息技術(shù)和數(shù)據(jù)庫開發(fā)。
從1968年到1983年,深海鉆探計(jì)劃(DSDP)利用格羅瑪 · 挑戰(zhàn)者號(hào)(Glomar Challenger)鉆探船進(jìn)行了一系列科學(xué)考察,從世界各大洋采集了沉積物和巖芯,為板塊構(gòu)造論、地質(zhì)尺度的氣候變化和生命進(jìn)化提供了證據(jù)。深海鉆探計(jì)劃的成功促使其后續(xù)計(jì)劃——大洋鉆探計(jì)劃(ODP)——建立,并于1983年購置和改造了一艘后續(xù)鉆探船喬迪斯·決心號(hào),該船至今仍在運(yùn)行。
下一階段分兩部分進(jìn)行,即2003年制定的綜合大洋鉆探計(jì)劃(IODP1)和2013年開始的國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(IODP2)。IODP1擴(kuò)大了鉆探范圍,不僅包括美國運(yùn)營的喬迪斯 · 決心號(hào),還包括日本海洋研究開發(fā)機(jī)構(gòu)運(yùn)營的地球號(hào)(Chikyu)鉆探船,其鉆探深度可達(dá)海底以下7000米。IODP1還包括一個(gè)靈活的特定任務(wù)平臺(tái)項(xiàng)目,由歐洲大洋研究鉆探聯(lián)盟(ECORD)負(fù)責(zé)管理,該聯(lián)盟目前租用商業(yè)上可獲得的替代鉆探平臺(tái),用于鉆探喬迪斯 · 決心號(hào)或地球號(hào)無法鉆探的環(huán)境。下一個(gè)國際大洋鉆探計(jì)劃,即IODP3,將于2025年1月1日由ECORD和日本啟動(dòng),主要使用特定任務(wù)平臺(tái)。
喬迪斯 · 決心號(hào)一直是科學(xué)大洋鉆探的主力;自2013年以來,約有80%的探測(cè)活動(dòng)都是由它進(jìn)行的,因?yàn)樗梢造`活地在各種環(huán)境中工作,而且其能力也在不斷提升。由于其長期租約將于2024年到期,未來十年或更長時(shí)間內(nèi)能夠取得多大的科學(xué)進(jìn)步,將取決于地球號(hào)、特定任務(wù)平臺(tái)和中國的夢(mèng)想號(hào)鉆探船的鉆探位置和深度。