我院吴家望副教授参加并完成国际大洋发现计划(IODP)第397次大洋钻探航次任务
经中国国际大洋发现计划(IODP)委员会和IODP397航次首席科学家的遴选,我院吴家望副教授有幸作为两名中国科学家代表之一参加了IODP397航次。2022年10月11日,负责执行该航次的决心号科考船(JOIDES Resolution)从葡萄牙里斯本启航,12月11日在西班牙塔拉戈纳靠港结束。

决心号科考船(JOIDES Resolution)停靠在葡萄牙里斯本港口
(照片来自Carlos A. Alvarez Zarikian)
IODP397航次首席科学家由剑桥大学David A. Hodell教授和葡萄牙海洋与大气研究所Fatima F. Guedes Abrantes研究员共同担任,参谋科学家为Carlos A. Alvarez Zarikian博士;还有来自10个国家的24名科学家、1名观察员和1名科普宣传官共同组成了本航次科考团队。团队成员根据专业特长和任务需要分为沉积(8人)、地化(4人)、物性(4人)、古生物(4人)、古地磁(2人)和层序(2人)共6个小组,每个小组分为白班和晚班,实行“两班倒”的工作模式。作为IODP397航次的地球化学家,我院吴家望副教授所在地化组(晚班)主要负责地球化学样品的采集、测试和分析,具体包括岩芯沉积物中的气体浓度(主要关注烃类和硫化氢),孔隙水的盐度、碱度、氯度、pH和离子组成分析,以及沉积物中碳、氮、硫和主微量元素等组分的地球化学分析,并撰写相关结果的航次报告;同时辅助沉积学组进行XRD分析测试和鉴定等工作。

IODP397航次科学家团队合影
(照片来自Sandra Herrmann)

日出和日落时分晚班(上图)和白班(下图)成员在决心号科考船直升机平台合影
(照片来自Sandra Herrmann)

沉积学家向其他科学家描述分析最新钻取的沉积物岩芯序列
(照片来自Carlos A. Alvarez Zarikian)

IODP397航次地球化学工作照
(照片来自Sandra Herrmann)
a) 美国布朗大学博士生Bryce Mitsunaga在操作液压装置获取孔隙水样品;b) 美国德州农工大学Lucien Nana Yobo助理教授在分析孔隙水样品;c) 我院吴家望副教授在进行离子色谱仪上机测试前的准备工作;d) 美国伍兹霍尔海洋研究所Sophie Hines助理教授在测定孔隙水样品的氯度;e) 地球化学组合影

吴家望副教授汇报最新的地球化学测试结果
(照片来自Sandra Herrmann)
在航次执行期间,吴家望和北京大学庞晓雷博士以“探古老岩芯、寻气候密码”为题,向中国青少年生动地介绍了IODP397航次的科考任务、目标、成果以及科学家生活趣闻。该海上科普直播活动由新华网全平台同步视频直播,总收看人数达350余万人,另有来自山西、宁夏、河南、北京和贵州等地9所中学的1800余名学生参与线下连线交流(详见新华网报道http://www.news.cn/science/2022-11/24/c_1310679408.htm)。

中国IODP派出科学家吴家望与庞晓雷在IODP397航次期间以“探古老岩芯、寻气候密码”开展了面向中国青少年的海上科普直播活动
本航次海上工作结束的同时,也标志着航次后实验室研究工作的开始。吴家望及团队将利用地球化学和沉积学等综合研究手段,重建晚中新世以来地中海溢出流(Mediterranean Outflow Water)的演化历史及其相关的水文气候变化,探讨它们与北非季风降雨、地中海温盐环流、北大西洋经向翻转流的过程联系以及高–低纬气候的相互作用。
有关IODP397航次的相关信息、最新进展以及航次照片可见IODP官方网站链接:(http://iodp.tamu.edu/scienceops/expeditions/iberian_margin_paleoclimate.html; http://iodp.tamu.edu/scienceops/gallery/exp397/)。
据悉,国际大洋发现计划(IODP)是地球科学领域历时最长、规模最大、成效最为显著的国际科学合作计划,旨在通过大洋钻探从海底钻取岩芯,探究地球深部过程、气候环境变化、深部生物圈、矿产资源、地质灾害等领域,其科学成果从根本上改变了人类对行星地球的认识,扭转了地球科学发展的轨迹并产生了广泛深远的社会影响。
IODP397航次(Iberian Margin Paleoclimate)是以IODP771科学建议书为蓝本,通过位于北大西洋和比利亚西南边缘海域不同水深处4个站位(U1586、U1587、U1385和U1588)的钻探工作,以获取晚中新世–更新世以来连续高分辨、可供全球尺度气候记录对比的深海沉积物岩芯,进而重建北大西洋垂向水团变化历史及其与全球气候变化的关系,尤其是要厘清北极冰盖发育前后的气候的变化情况及其过程机制(即北极无冰和有冰时期的差异)。总体上,该航次在4个计划站位共钻取了16个钻孔并获得了6176.7米的海洋沉积物岩芯,岩芯总回收率为104.2%,几乎达成了所有预期钻探目标。
IODP397航次的一大科学目标是重建可与极地冰芯记录进行直接对比的海洋沉积序列。如果未来Beyond EPICA-Oldest Ice Project项目能够成功实施,南极冰芯记录有望延伸至过去150万年。虽然不同水深站位(1339–4691 m)的沉积速率有近4倍的差异,但IODP397航次4个站位的船测自然伽马辐射(NGR)记录在过去150万年以来都高度一致,表明本航次的研究工作可为更新世全球气候变化提供海洋记录的重要参考,对于连接极地冰芯记录以及欧洲陆相沉积序列也至关重要。预计该航次所获样品在未来5-10年甚至更长的时间将持续提供地球不同圈层、不同时间尺度上的气候变化信息,为恢复地球气候变化历史和理解其背后的变化机制提供新的证据和认识。
IODP397航次的采样会拟定于2023年6月在德国不莱梅IODP岩芯库实施,届时该航次科学家团队(包括船上科学家和部分获得许可的岸上科学家)将会再次集合,最终获取用于个人科学研究目的的研究样品。此外,在航次接近尾声的时候,船上科学家们通过两轮不记名投票,决定于2024年夏季在中国青岛举行IODP397航次后会议,对初步的研究结果进行汇总展示。