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深海掘削計画（DSDP ）は、1968年から1983年まで実施された海洋掘削計画である。この計画は成功であり、その成果はデータや出版物からも明らかである。計画の調整はカリフォルニア大学サンディエゴ校のスクリプス海洋研究所が担当したが、現在データはテキサスA&M大学が管理している。DSDPは海底拡大仮説を裏付ける重要なデータを提供し、プレートテクトニクス理論の証明に貢献した。DSDPは40年以上にわたって実施されてきた3つの国際科学海洋掘削計画の最初のものである。その後、 1985年に海洋掘削計画（ODP）、 2004年に統合海洋掘削計画、そして2013年に現在の国際海洋発見計画が実施された。 [1]
歴史
国立科学財団（NSF）とカリフォルニア大学理事会の間で最初の契約が締結されたのは1966年6月24日である。この契約により、カリフォルニア大学サンディエゴ校のスクリップス海洋研究所を拠点とするDSDPの第一段階が開始された。グローバルマリン社が掘削作業を実施した。レビングストン造船会社は1967年10月18日にテキサス州オレンジでグロマーチャレンジャー号の船体を据えた。[2]同船はサビーン川を下ってメキシコ湾に向かい、一定期間の試験を経て1968年8月11日にDSDPに引き渡された。[1]
NSFは、合同海洋学研究所（JOI）との契約を通じて、プロジェクトの科学諮問体制を支援し、掘削前の地質物理学的現地調査に資金を提供した。科学的な計画は、合同海洋学研究所（JOIDES）の支援の下で実施された。JOIDESの諮問グループは、世界中の学術機関、政府機関、民間企業から集まった250人の著名な科学者で構成されていた。その後30か月間、第2フェーズでは、大西洋、太平洋、インド洋、地中海、紅海での掘削とコアリングが行われた。この期間中、技術報告書と科学報告書が発表された。DSDPの第2フェーズは1972年8月11日に終了した。[3]
グロマー・チャレンジャー号の成功はほぼ即座に現れた。水深1,067メートル（3,501フィート）の地点の一つで、コアサンプルから岩塩ドームの存在が明らかになった。石油会社は分析結果を公表することに同意した上でサンプルを受け取った。深海岩塩ドームの下にある石油の可能性は、今日でも商業開発の重要な手段となっている。[4] [1]
科学的探査の目的としては、乗組員が南米とアフリカの間の海嶺に沿った10か所で17個の穴を掘ったときに最も重要な発見の一つがなされた。回収されたコアサンプルは、大陸移動とリフトゾーンでの海底再生の強力な証拠を提供した。[5]アルフレッド・ウェゲナーの大陸移動説のこの確認は、パンゲアと呼ばれる単一の古代の陸地の提案を強化した。サンプルは、当時山脈、地震、海溝の形成を説明しようとしたプレートテクトニクス理論を支持するさらなる証拠を提供した。[6]もう1つの発見は、地球の地質学の歴史と比較して海底がいかに若いかということである。サンプルを分析した後、科学者は海底はおそらく2億年以上古くないと結論付けた。[7] [1]これは、地球の年齢45億年と比較したものです。
国際海洋掘削フェーズ (IPOD) は、1975 年にドイツ連邦共和国、日本、英国、ソ連、フランスが米国に加わり、グローマー チャレンジャー号に乗船して現地調査と航海後の科学調査を行うことで始まりました。[8]グローマー チャレンジャー号は 1983 年 11 月に DSDP に最後にドッキングしました。船のダイナミック ポジショニング システム、エンジン テレグラフ、スラスター コンソールなどの部品は、ワシントン DCのスミソニアン協会に保管されています。より大型で高度な掘削船の登場により、 1985 年 1 月にJOIDES レゾリューション号がグローマー チャレンジャー号に取って代わりました。新しいプログラムは海洋掘削プログラム(ODP) と呼ばれ、1985 年から 2003 年まで探査が続けられ、その時点で統合海洋掘削プログラム(IODP)に置き換えられました。[1]
コアリング作業
それ自体が注目すべき工学上の成果であったが、グロマー チャレンジャー号は深海掘削において多くの進歩をもたらした。解決された問題の 1 つは、摩耗したドリルビットの交換であった。[2]船から海底まで吊り下げられたパイプの長さは、6,243 m (20,483 フィート) にも及んだ可能性がある。海底を貫通した最大深度は、1,299 m (4,262 フィート) にも達した可能性がある。ビットを交換するには、ドリル ストリングを引き上げて新しいビットを取り付け、ストリングを海底まで作り直す必要がある。しかし、乗組員はこのストリングを同じ掘削孔に再び通さなければならなかった。この困難な作業の技術は、1970 年 6 月 14 日、ニューヨーク沖の水深 3,000 m (10,000 フィート) の大西洋で達成された。この再突入は、ソナースキャン装置と直径5メートル（16フィート）、高さ4.5メートル（14フィート）の再突入コーンを使用して達成されました。 [2]
大きな技術的進歩の一つは、掘削後の穴の拡張使用であった。[9]掘削中および掘削後に地球物理学的および地球化学的な測定が行われ、時には穴の中に長期地震監視装置が設置された。これにより、プレートテクトニクスに関わる動的プロセスに対する理解が深まった。もう一つの技術的進歩は、1979年の油圧ピストンコアラー（HPC [10] ）の導入であり、これにより、実質的に撹乱されていない堆積物のコアを回収することが可能になった。[11] これにより、科学者が古代の海洋環境を研究する能力が大幅に向上した。
1968 年 8 月 11 日から 1983 年 11 月 11 日まで、グロマー チャレンジャーは次の成果を達成しました。
コアサンプル、出版物、データ
船は、直径6.5cm（2.5インチ）、長さ9メートル（30フィート）のコアサンプルを回収しました。これらのコアは現在、米国、ドイツ、日本の3つの保管場所に保管されています。各コアの半分はアーカイブ半分と呼ばれ、将来の使用のために保存されます。各コアの作業半分は、進行中の科学研究にサンプルを提供するために使用されます。[9]
科学的成果は「深海掘削プロジェクトの初期報告書」として出版され、1968年から1983年までの探検で回収されたコア材料の研究結果と関連する地球物理学的情報が含まれています。 [12]これらの報告書には、航海後に海上および陸上の研究室で得られたコア材料と科学的データが記載されています。これらの書籍は、もともとカリフォルニア大学スクリップス海洋研究所との契約に基づいてNSFのために作成されました。2007年に、印刷された書籍はテキサスA&M大学地球科学部によってスキャンされ、電子プレゼンテーション用に準備されました。[12]
南極地域での発見と成果
DSDP は、1972～73 年、1973～74 年、1974～75 年、1975～76 年の 4 回の南半球夏の間に、南極大陸周辺で 4 回の掘削プログラム (第 28、29、35、36 区間) を完了しました。これらのプログラムは、新生代全球古気候の変化と南極大陸周辺のプレートテクトニクスの運動という 2 つの主な目的に焦点を当てていました。[13] [14] [15] [16] 南極大陸の周囲では合計15の井戸が掘削され、ロス海の4つの井戸、大陸棚の5つの井戸、深海平原の2つの井戸、南東インド洋海嶺を横切る4つの井戸が含まれています。このうち、サイト270は最も高い緯度（南緯77度26.45分）で掘削されました。[13] [a]掘削から収集されたデータの分析により、次の結果が得られました。
海底拡大
深海掘削計画に先立ち、海洋玄武岩の年代は、海底が引き裂かれる際に拡大中心で生成された磁気線構造に基づいて推定された。玄武岩のすぐ上にある堆積物は、磁気縞の年代と同程度の年代であるはずである。これは、貫入した玄武岩の上にある基底堆積物のサンプルの微古生物学的分析によって確認されている。これらの分析により、オーストラリアが南極から分離したのは8500万年前であることがさらに立証されている[18] [19] [13] [b]
南極の氷冠の始まり
古土壌研究によると、ロス棚は漸新世の約2500万年前に海面下に沈み始めた。これは、南極の氷河がすでにロス海棚まで進出していたことを示唆している。[21] [22]この年代は、地震プロファイルに見られる浅い不整合の年代と一致している。この不整合は、沿岸地域に進出する際の氷河の浸食によるものと考えられている。環南極海流の発達も漸新世に始まった。[14] [23]さらに、ロス海周辺と南極半島の陸上掘削によっても、少なくとも漸新世以降、南極の氷床が存在していたことが確認されている。[24] [25]
氷に流された残骸
海洋堆積物中の氷河堆積物の発生は、氷山の存在を示すものである。したがって、高緯度地域における最も古い発生は、海面氷河期の始まりを示している可能性がある。海流や海水表面温度など、氷河堆積物の分布に影響を与える要因があることを指摘しておく必要がある。したがって、最も古い発生は、サンプル採取地点における氷河堆積の最小年齢とみなすべきである。氷河堆積物の調査から、南極の氷床は少なくとも2500万年前に始まり、約450万年前に堆積したと合理的に結論付けられる。これは、氷河堆積物が大陸から最も離れた場所まで達していることからも明らかである[14] [c] [d] [e] [29] [30]
海洋堆積物に基づく南極の氷河史のこの解釈は、その後、南極半島の陸上研究 [31]とマクマード棚氷周辺のコアリング結果によって裏付けられました[32] [33] 。
古気候
南極大陸縁辺部の深海堆積物から得られた微古生物学的データによると、少なくとも漸新世後期から中新世前期にかけては、表層水は比較的冷たかった。寒冷化傾向が続き、冷水塊は徐々に北方へと拡大し、鮮新世前期には、シリカ/炭酸塩相境界の北方への移動からわかるように、寒冷化が進んだ結果、気温が最低となった。この推論は、氷床堆積物研究に基づく結論と似ている。[34] [35]
高緯度海洋堆積物中の底生有孔虫と浮遊性有孔虫の両方の酸素および炭素同位体分析から推定される表面温度は、始新世初期から全般的に継続的に寒冷化しており、漸新世/始新世境界で顕著な温度低下が見られることを示している。この表面水温は、この時点で南極の氷床がすでに海岸まで達していたことを示していると思われる。しかし、大陸の高高度の氷河は始新世初期から成長し始めていた可能性がある。[36] この結論は、上記の他の報告書と一致している。
参照
注記
- ^ 図1は大陸棚で掘削された地点324と325を示している。これらは大陸棚の5つの井戸のテキストに含まれている。[17]
- ^ サイト325では、磁気異常、地下の深さ、化石のすべてが後期漸新世の地下時代を示唆している。[20]
- ^ レグ35の4つの地点から採取したコアは、氷河による移動を示唆する特徴的な微細表面テクスチャを持つ小さなドロップストーンや石英粒子の形で氷に運ばれた残骸の証拠を探すために研究された。[26]
- ^ 南極の氷河作用は、中新世初期には弱く、中新世中期には中程度、中新世後期には広範囲に及び、おそらく中新世後期には完全になっていた。[27]
- ^ 西南極の氷河作用は始新世に始まったかもしれないが、中新世までに進行していたことは確かである。採取された堆積物の解釈によると、南極の氷河作用は前期中新世には弱く、中期中新世までに中程度、中期中新世後期までに広範囲に及び、後期中新世までに完全に発達したと示唆されている。その後、氷河作用の強度は鮮新世と第四紀の間に数回の変動を伴い減少し、現在の中程度から広範囲に及んでいる。[28]
引用
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参考文献
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外部リンク
- 深海掘削プロジェクトの報告書と出版物
- DSDP初期報告書
- 深海掘削プロジェクト | Encyclopedia.com
- DSDPの科学的成果をPANGAEAにアーカイブする