海洋钻探昔日与未来

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1、海洋鑽探昔日與未來一年七班翁士桓黃建傑蔣健成大綱什麼是海洋鑽探如何進行海洋鑽探海洋鑽探發展史海洋鑽探未來補充資料資料來源一.什麼是海洋鑽探?1-1認識海底沉積作用海洋是個又深又廣的沈積環境，沈積物每天都不斷在海洋底部堆積。經年累月，海底堆積了非常厚的沈積物。這些沈積物能反映沈積時的古環境，所以提供豐富的研究資料。而沈積物是以老到新的順序堆積的，愈底層的沈積物愈老，愈頂層的沈積物愈新。如果能夠取得一段由老到新的沈積物，加以分析，則推測自古至今的古環境變化，就不是件難事。1-2海洋鑽探簡介:鑽取海洋底部的岩心，海洋

2、地殼一般只有五公里厚，比平均三十多公里厚的大陸地殼薄了許多，這些科學家認為在海底鑽一口深井來探究地殼內部的本質，由其中得知古代海洋歷史、海洋氣候、環流、及化學演化歷史的秘密，使人類向「內太空」－海洋進行深部探索。海底鑽探的起因起先,美國科學家利用地震波測出莫氏不連續面的存在,但作為地殼與地函界面，其本質到底是什麼？這些科學家想在海底鑽一口深井來探究地殼內部及莫荷面的本質開始了一連串的海底鑽探.1-3海洋鑽探計劃(1983~2003)國際『海洋鑽探計劃』(OceanDrillingProgram，簡稱ODP)是世

3、界上最成功的國際科學合作計劃之一。這個計劃提供了關鍵性的資料來解答許多地球科學上最基本的問題。結合地球物理、地球化學以及古生物學和地層學各方面的綜合研究。1-4研究方法海洋有來自各地的沉積物,這些沉積物反映當時的環境,只要做適當的分析,可以重建當時的環境，ODP就是建立在這樣的想法上，鑽取海洋底部的岩心，得到完整的沈積物，提供了關鍵性的資料來解答許多地球科學上的問題。二.如何進行海洋鑽探？2-1流程1.大面積地球物理探測及地質研究(3~5年)2.提出鑽探計畫書(2~3年)3.通過審核(1~2年)4.鑽探(

4、2個月/航次)5.航後研究(2~5年)6.發表成果(總計8~15年)2-2主要儀器CTD(溫鹽深儀)&採水器溫鹽深儀主體及各式探針2-3鑽井作業強力轉機帶動鑽管向下鑽孔，起伏平衡器用以避免鑽管因船隨波起伏而撞擊井孔中空的鑽頭能再鑽井時使岩心標本入管中的塑膠套管內2-4岩心標本處理流程第一步,記錄岩心在井下的位置(深度)標示出岩心標本的上下方向，丈量岩心的實際長度，再把它切成1.5公尺的小段，以便分析與儲存。岩心標本在分析之前會先對半剖開，其中一半經過詳細的分析描述、攝影以及古地磁、超音波等非破壞性的精密儀器

5、掃瞄量測後，便完整不動的保存起來，另一半則提供船上科學家取樣分析。2-5化學實驗室&顯微鏡可以在此從事有機與無機的化學分析，有機化學家的首要任務便是分析石油碳氫化合物的資料供作安全與環境評估。顯微鏡則用來觀察樣本的礦物組成、岩相，以及微體古生物的辨識。三.海洋鑽探發展史3-1發展歷史1954重力鑽、活塞鑽1968~1983深洋鑽探計畫(Deep-SeaDrillingProject)1970年代開始和石油工業界進行接觸1983~2003海洋鑽探計畫(OceanDrillingProgram)1980美國國家科學

6、基金會找到了一艘更大、更適合研究鑽探的鑽井船──聯合果敢號2003~?綜合性海洋鑽探(IntegratedOceanDrillingProgram)3-2貢獻證實海底擴張學說古海洋學興起建立一億五千萬年的詳細地質年代表改變地球環境的突發事件海洋地殼的本質熱點與地函岩漿噴發水對地質作用的影響氣水包合物及深海生物圈海底擴張學說的證實「哥羅瑪挑戰號」，在其第三航次的採樣中提出了海底擴張說及地磁倒轉年表的終極證據。此計畫先後在大西洋、太平洋採了標本。採樣地點的整個沈積地層被貫穿。分析得到下列重要結果：(1)所有地區的沈

7、積物年齡皆與海底擴張說符合；(2)證實了地磁倒轉年表；(3)由沈積物推算得出海底擴張速率為每年2公分，恰與由地磁倒轉年表所推得的速率相同。古海洋學興起深海的沈積物保存了沈積時海洋溫度的訊息。藉由氧同位素的分析研究，古海洋學家建立起全球海洋溫度的變化模型，推算地球冰河期與間冰期的年代，以及探討影響氣候的因素等。海洋鑽探岩心標本顯示地球在軌道上運行時所發生的進動現象（二萬三千年一個週期），亦會形成一個全球氣候冷暖變化的小循環。建立一億五千萬年的詳細地質年代表海洋鑽探獲取世界各大洋中保存完整的深海沈積物標本，使古生物

8、學家建立起過去一億五千萬年來，詳細且完整的生物地層紀錄；古地磁學者藉此獲得這段期間詳細的地球磁場反轉紀錄。且在地質年代的解析度方面也大幅提高，從深海沈積物岩心所提供的資料，已可分辨出一、二十萬年的地層紀錄，對研究過去地球環境的改變提供了更明確的掌控。改變地球環境的突發事件白堊紀末期隕石撞擊地球造成生物大滅絕及地中海曾是乾涸沙漠的地質變遷史。岩心標本保存了隕石撞擊地球的噴發物及落塵和海洋