澳大利亚大堡礁海域环境变化项目

                                 ——IODP 325航次介绍

       2010年2月11日，Greatship Maya号载着科学家离开澳大利亚的Townsville港，执行综合大洋钻探计划（IODP）第325航次——大堡礁环境变化项目，正式开始科学钻探之旅。

        末次冰消期的时间和过程是理解冰原动力学及其对地壳均衡影响的重要组成部分。冰消活动造成大量淡水注入海洋，破坏了正常的温盐环流，进而扰乱了全球的气候。远离冰原地区的末次冰盛期海平面变化可以提供关于冰消历史和地球流变结构的信息。岛屿或陆地的大小决定了水圈均衡的效果：对于小岛，加入的冰融水不会使岛缘和海底之间产生明显的变化；而在大岛或大陆的边缘，加入的冰融水会使陆缘与海底之间产生非常明显的垂直变化。因此，就需要在两个远离历史冰盖的地点（即一个小的海岛与一个大陆边缘）进行研究来证实这一均衡效果的有效性。

        珊瑚礁是极好的海平面指示器。同时，化石珊瑚可以指示古海表面温度（SSTs）和其他海洋学的参数（例如，盐度和沉积物的径流）。因此，通过研究化石珊瑚，有助于我们理解冰期-间冰期的循环机制。迄今为止，通过在巴巴多斯岛（Barbados）珊瑚礁钻探研究，重建了唯一一个近乎完整的包括整个末次冰消过程的海平面变化记录。但巴巴多斯岛珊瑚礁位于活动的俯冲带上，构造活动可能使所得到的海平面变化记录有一定偏差。此外，巴巴多斯岛珊瑚礁距离前冰盖较近，因此所得到的海平面变化记录有可能受水圈平衡机制的影响。

        为了更好地研究珊瑚中末次冰消活动的过程和影响，IODP 519号建议设计了两个互补的航次：310航次和325航次，分别在法国波利尼西亚群岛Tahiti岛海域和澳大利亚东部大堡礁海域（大堡礁是世界上现存最大的陆缘礁系统，沿昆士兰东北海岸的西北-东南方向延伸了2000km）。这两个地点处于构造稳定区，且远离历史冰盖，所得结果可以校正从巴巴多斯岛珊瑚礁中得到的结果。310航次已于2005-2006期间成功实施。325航次是310航次的继续。

        325航次的科学目标有三：1）重建1万年前到2万年前之间的冰消曲线，进而建立末次冰盛期最低海平面，并且评价引发全球温盐环流和气候变化的冰盖快速融化和冰融水倾泻事件（即19ka MWP事件， 19000 cal.yBP；MWP-1A事件， ca.13 800 cal.y BP；和MWP-1B 事件，11,300 cal.y BP）的有效性、时间和幅度；2）建立每个剖面上伴随着海进的海面表层水温变化。这些数据可以用来研究海平面变化对珊瑚礁（特别对于珊瑚礁淹溺事件）生长、形状特征和生物组成的影响，并且可以帮助改进珊瑚礁生长的模型；3）识别并建立短期古气候变化模式，研究冰消阶段对珊瑚的影响（如珊瑚礁沉没事件的识别）、前坡形态学的和沉积学的演变（高水位期和低水位期过程）、珊瑚礁构建的模型和珊瑚礁发展过程中环境的变化。

        IODP325航次由欧洲大洋联盟负责组织实施，于2月11至4月6日在澳大利亚东部大堡礁海域展开钻探工作，船上科学家共10人，分别来自英、德、西班牙、中、美、日、澳大利亚7个不同国家。该航次的首席科学家由澳大利亚悉尼大学地质系的Jody Webster博士与日本东京大学海洋研究所的Yusuke Yokoyama博士担任。钻探船为II-级动力定位的Great Maya号，受雇于新加坡BlueStone远洋钻探船舶公司。该航次钻井集中在图1中所示的5个站位：位于Cooktown陆坡的Ribbon Reef (RIB-01C 和RIB-02A), 位于Cairns陆坡Noggin Pass (NOG-01B) 和位于MacKay陆坡的Hydrographer’s Passage (HYD-01C 和 HYD-2A)。本航次共钻井34口，总钻深达758.34米，获得钻芯总长224.26米（取芯率为29.57%）。胜利地完成本航次预期的海上取样目标。

 图1 IODP325航次钻探位置图

        该船配有专门设计的科学实验室用于岩芯取样、记录、样品描述以及地球化学和岩石物理分析工作。船上装备的数据处理设备可以通过网络将现场测量数据实时传至国际大洋钻探计划总部的数据库。325航次结束海上钻探工作后，船上科学家与ESO工作人员随船于4月6日返回Townsville港。随后，ESO工作人员将所采集的样品送至位于德国不莱梅大学的岩芯库。于2010年7月，325航次的所有科学家（共28人，分别来自英、法、德、西班牙、中、美、日、印、澳大利亚9个国家）将齐聚德国不莱梅大学，完成该航次的岸上样品后期处理和初步分析的工作。

蒋宏忱

中国地质大学（北京）