国际大洋钻探：可以迟到，但不能缺席

2017年6月，第三次南海大洋钻探圆满结束，“决心”号首次停靠上海（张建松 摄）

国际大洋发现计划（IODP，2013—2023）及其前身综合大洋钻探计划（IODP，2003—2013）、大洋钻探计划（ODP，1985—2003）和深海钻探计划（DSDP，1968—1983）是20世纪至今地球科学规模最大、影响最深的国际合作研究计划，在深海研究和地球科学领域占有及其重要的地位。大洋钻探50年来在全球各大洋钻井4000多口，取芯40余万米，导致了地球科学的革命，引领地球深部的探索。大洋钻探，验证了地球构造运动的板块理论，证实了气候演变的轨道周期学说，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，揭示了大洋岩石圈的成矿机制，改变了整个地球的发展轨迹。

经国务院批准，我国分别于1998年和2003年以“参与成员国”身份加入ODP和IODP（综合大洋钻探计划）。2013年10月，习近平总书记批示，我国进一步加大对大洋钻探的投入，以年付300万美元会费加入国际大洋发现计划。20年来，我国参加大洋钻探的各项工作取得了突出成绩，开创了我国深海研究的新局面。

20年来的发展历程

1968年，美国“格罗码·挑战者”深海钻探船首航墨西哥湾，开启了划时代的深海钻探计划。50年来，深海钻探计划实现了地球科学一次又一次的重大突破，始终站在国际学术前沿。

2015年12月，“决心”号启程奔赴西南印度洋开展打穿地球壳幔边界的大洋钻探（张建松 摄）

我国1998年才以参与成员身份(年付50万美元会费)加入ODP，开启了中国大洋钻探20余年的发展历程。2003年，我国继续以参与成员身份(会费增加到年付100万美元)加入综合大洋钻探计划。2013年，我国以全额会员身份加入国际大洋发现计划，并大幅度提高资助强度，除了每年支付300万美元会费，还以匹配经费的形式资助IODP的航次。在新IODP运行的前5年（2014—2018年），中国为IODP提供了3300万美元的资助，成为仅次于美国、日本和欧洲联合体的第四大资助方。1998年以来，我国参加大洋钻探的工作一直由科学技术部牵头，协调相关部委共同领导，同时成立了中国IODP工作协调小组、中国IODP专家咨询委员会和中国IODP办公室等组织管理机构。

20年来，先后有来自中国科学院、教育部、自然资源部等所属的30多家单位的130余位科学家参加了以南海和菲律宾海为重点的西太平洋以及大西洋、印度洋和南大洋等海区的60个大洋钻探航次。尤其在1999年春，成功实施了由我国科学家建议、设计和主持的南海ODP第184航次，实现了中国深海钻探“零”的突破。近5年，我国又实施了3个“补助性建议项目”航次。在科学技术部、国家自然科学基金委员会等部门的大力支持下，南海大洋钻探研究20年长盛不衰，取得了丰硕的研究成果，使我国一举进入深海基础研究的国际前沿，引领我国深海科学发展的方向。

中国参加国际大洋钻探突出成就是以我国为主的4个ODP-IODP航次：1999年以“东亚古季风”为主题的ODP第184航次，由汪品先和Warren Prell为首席科学家；2014年以“南海海底扩张”为主题的IODP第349航次，由李春峰和林间为首席科学家；2017年以“南海裂谷破裂”为主题的IODP第367和368航次，分别由孙珍和Joann Stock，以及翦知湣和Hans Christian Larsen担任首席科学家；2018年以“重返南海北部U1503站”为主题的IODP第368X航次。近20年来，在我国科学家设计和主持下实现了“4+1”次南海大洋钻探，钻探深海18个站位，其中，12处水深超过3000米，取回岩芯近万米，有7处钻进了岩浆岩基底。南海的大洋钻探使我国科学界提出了自己的新认识，在气候演变和海盆形成方面向套用大西洋模式的流行观点提出挑战，使南海成为全球深海研究程度高的边缘海，并且确立了我国在南海深海科学研究中的国际主导权。

开辟地球系统研究新局面

中国参与大洋钻探不仅为我国科学家参加三大洋和南北极的深海探索创造了条件，而且使我国学术界进入深海研究的国际前沿，与国际深海科学的各主要领域全面接轨。譬如，IODP第349航次在南海发现世界首例由碳酸盐质母岩浆向碱性玄武岩连续转化的现象，打开了揭秘深部碳循环的一扇新的窗户，将大大推动有关深部碳对岩浆活动、地表环境的影响等相关研究。又如，南海大洋钻探在南海水深3500米以下站位的声学基底（玄武岩、蚀变玄武岩或者砾岩）之上，发现有渐新世至中中新世的红褐色黏土沉积，与广布于苏禄海、苏拉威西海、菲律宾海在内的西太平洋洋壳玄武岩之上的红褐色黏土一致，为重新认识大洋红层发育机理提供了新的证据。因此，南海大洋钻探取自深海盆的岩芯，首次为大洋岩石学和深海沉积学提供了宝贵材料，使我国的深海研究从古海洋学拓展到大洋岩石圈的地球化学和地球物理研究以及深部生物圈等新领域，我国的沉积学从陆地和近岸进入深海，从而覆盖了深海地球科学的各主要领域，扭转了长期以来海陆脱节、重陆轻海的偏向，将我国陆地和太平洋地质连接起来，促进了海陆结合的地球系统研究新局面，推进了我国地球科学整体的发展。

此外，南海大洋钻探推进我国对南海深水油气勘探的理论认识，为南海的油气勘探研究提供了对比的据点。深海油气勘探的地质判断，大量依靠地震剖面等地球物理的间接证据，而大洋钻探取得的岩芯，为地震剖面的地质解释提供了直接的地层检验，确立了区域地层的标准剖面。ODP第184航次的1148站多年来已成为南海深水油气勘探的重要参数井。实际上，油气勘探的地质研究着重在陆架和陆坡上部，大洋钻探从深海盆取得的地质记录，为南海资源勘探提供了不可替代的深部信息，深化了对南海沉积盆地成因的认识，揭示了油气和天然气水合物等的形成条件和变化规律。因此，大洋钻探从基础研究角度为资源开发提供了无可替代的宝贵资料和认识。

中国大洋钻探的当务之急

深海海底离地球内部较近，从深海海底打钻，至今还是人类直接探测地球内部无可替代的高效途径。大洋钻探既下海又入地，面临的是双重挑战，然而正是依靠各国科技界的共同努力，才能在半个世纪里谱写出彪炳史册的科学华章。就当前而言，面对莫霍钻一类的硬岩石钻探任务，科技界正在探索第三代大洋钻探船的技术前景。经过50年的钻探，大洋钻探初期那种科学目标简单、技术难度不高，可以“一钻定天下”的站位已经越来越少，仅靠钻探单一手段解决科学问题的时代正在消逝，而与深网观测、深潜探索相结合的“三深”技术正在成为未来大洋钻探的新形式。多年来，在钻井中设置“海底井塞”，对海底下液体流动和地壳运动进行长期实时监测，甚至进行微生物培养实验，就是大洋钻探成功的案例。欧洲几年前提出“深海与海底科学前沿”计划，体现了“三深”结合的新思路，就值得我们在向深海进军中密切注意。在作出科学贡献的同时，大洋钻探也为大型科学国际合作，积累了宝贵的精神财富。

大洋钻探重要的特色在于其学术的前瞻性和开放性，大洋钻探航次的选择，由各国科学家共同投票择优录取；每个航次船上两个月里的同舟共济，为世界各国不同专业的科学家营造了独特的交流空间，给他们留下终生难忘的学术经历。大洋钻探的科学计划，必须得到世界公认。

随着世界经济格局的变化，各国对大洋钻探的投入也此起彼伏。然而各国在大洋钻探中投入和产出的相对比例，却大相径庭，值得指出的是澳大利亚和荷兰，都以少量的投入取得重大的收获。其中澳大利亚得益于地理位置，因为南半球的大洋是国际钻探的热点；而荷兰主要依靠人才，少量人员的参加便换来了重大的研究成果。

在这场半世纪的国际深海科技竞赛中，中国迟到了30年，比美国、日本和欧洲联合体的资历浅得多。但是决心建设海洋强国的中国人，正以初生之犊的勇气和后来居上的雄心，抓住历史机遇试图问鼎大洋钻探的科学顶峰。与此同时，我们又必须脚踏实地、胜而不骄，认真研究和吸取50年来的国际经验，避免陷入前人的误区。围绕“建设海洋强国”的目标，我国必将在国际大洋钻探中发挥更大的作用，当务之急是以平台提供者的身份进入参加国的核心层。与此同时，我国还需要从战略高度全面考虑在这项国际大计划中所起的作用。

随着海洋科学的发展，大洋钻探的地理覆盖面必将扩大，越来越多国家的“专属经济区”将成为钻探的对象，其中许多属于发展中国家。长期以来，大洋钻探只是个“富国俱乐部”，如何联合发展中国家的科学家参加深海研究，扩展参与大洋钻探成员国的范围，将会是摆在我们面前的任务。大洋钻探规划所采用的是几十年的时间尺度，尤其是其硬件建设，必须有足够的前瞻性。将来建造世界第三代大洋钻探船，必须在发展新技术、面对新目标的前提下，凝聚国际科技界的共同智慧，在充分国际研讨的基础上着手建造，才能经得起时间的考验。

为新10年科学计划而努力

改革开放40年来，我国已经形成了世界上较大的地球科学队伍。但是从整体上看，我国地球科学依然没有摆脱发展中国家“原料输出型”的范畴，有待向发达国家的“深加工型”转变，向地球系统科学的方向转型。只有陆上，缺乏海洋，尤其没有深海，是发展中国家地球科学的一大特征。因此，发展大洋钻探为旗帜的深海地球科学，是我国地球科学转型的必由之路。现在，国际大洋钻探面临着研讨和制定2023年后新10年科学计划的任务，我国应当尽早从学术上着手准备，争取主办国际科学大会，为制定计划作出实质性贡献。

中国科学院院士汪品先教授多次说过：“由于历史的原因，中国错过了19世纪和20世纪地球科学的革命，对于进化论和板块学说的建立愧无贡献。随着地球科学向系统科学的方向发展，势将引来21世纪的又一场科学革命，中国正在经历着科学发展的黄金时期，应当面对国际、朝向未来，将大洋钻探国际合作视作自身发展的重大机遇，争取为全人类作出自己的历史贡献。”（国际大洋发现计划中国办公室供稿）