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學術發展4

白浪滔滔我不怕 深海鑽探向前行

魏國彥(地質科學系教授)

 

 咆哮南緯500!風在嘶吼,細雨夾著冰粒,敲在船舷上,叮咚亂響,海面一片鉛灰,波濤洶湧,巨浪打上甲板,我乘坐的「果敢號」(JOIDES Resolution)研究船在紐西蘭東南方1,000公里的西南太平洋進行深海鑽探,盤旋的低氣壓醞釀出一個接一個風暴,西風飆勁,浪高12英呎,船舶像無助的葉片,在浪頂上起伏顛簸。我從圓形的舷窗望出去,左近湧來的巨浪,滔天蓋頂,眼見就要把我們吞沒。

    船上有50餘位船員和技工,24位實驗技師和25位科學家,1998年的8月~10月,正是南半球的冬末春初,我們正在進行國際海洋鑽探計劃(Ocean Drilling Program)第181航次,航行56天,總共鑽探了7個站位,鑽取20口岩心,總長3,625公尺。

    1997年1月我國加入了這個國際海洋鑽探組織,由國科會資助年費約50萬美金。1997年暑期,台大地質系畢業的校友、中山大學海洋地質研究所林慧玲副教授,首度代表我國出航,參加了175航次;1999年2~4月,台大海洋研究所的陳民本教授和徐之平博士參加了南海鑽探的184航次。

    國際合作進行大規模持續的海底科學鑽探研究始於1968年,該計劃命名為「深海鑽探」(Deep-Sea Drilling Project, 簡稱DSDP),連續進行了15年,完成96個航次,到1983年結束。該計劃成果豐碩,證實了海底擴張、地球板塊構造理論;開展了古海洋學及

    古氣候學;顯示地中海曾經一度乾涸(見許靖華院士的名著《古海荒漠》);揭露了中生代末季恐龍大絕滅原因的證據(見許靖華《大滅絕》),套一句許院士的話,這個計劃「革了地球科學的命」!

    有鑑於DSDP的成功,以美國為主導,配合了英、法、德、日、歐洲科學聯盟等先進國家,於1985年開始了海洋鑽探計劃(Ocean Drilling Program),庚續DSDP的輝煌傳統,繼續探索大洋深處的地殼與厚層沉積物,揭露蔚藍海水下掩埋的秘密。

    1994年,由台灣大學海洋研究所陳汝勤、陳民本、劉家瑄教授及地質系陳正宏、黃奇瑜、魏國彥教授為主要推動者,成立了「中華民國海洋鑽探研究聯合會」,經過反覆的論證與準備,我國於1997年1月正式加入「太平洋週邊海洋鑽探聯合會」(Pacific Rim ODP Consortium),成員尚有加拿大、澳洲及南韓。四個會員國共享一個投票權席位,並分享一年12人次的登船航行鑽探、採取岩心樣本、攜回深入研究的權利。

    全世界任何科學家均可以以個人或數人聯合之方式向ODP提出鑽探企劃書,企劃書再經由ODP的地球內部及環境兩委員會嚴格審核,初步通過後,再送請四至六位專家外審。根據審查成績,再經所有委員(約30位)評估排序,提交科學委員會及執行委員會評議。同時必須另外通過「鑽址調查委員會」和「污染與安全委員會」的評審,需通過層層評估與審查,在安全無虞、切實可行並具高度科學意義的情況下,方可付諸鑽探。每年執行6個航次,每個航次的成本大約600萬美元,所費不貲,也難怪層層審核、處處把關。

    一個鑽探企劃書從提出經反覆修正到美夢成真,鑽探完成,大約要4年左右的時光;而到研究完成,通過審稿,正式在科學刊物上變成科學論文,大約是8年~10年之後了。換句話說,今年(西元2000年)提出的一些鑽探構想、科學假說,一直要到2100年前後才化為白紙黑字,正式公諸於世;而有些構想則可能出師未捷,胎死腹中,永不見天日!

    ODP可以說是海洋地質,甚而是地球科學的探險先鋒、斥候兵團,ODP每年收到40~50個企劃書,有時是少數天才的異想天開,更多是研究團隊綢繆數年,鞭辟入裡的心血結晶,這幾年鑽探的觸角已經指向地球科學的新前線,例如海床甲烷水含物(gas hydrate)、地下生物圈(deep biosphere)、地震震源帶(seismogenic zone) 的研究、隱沒工廠(subduction factory)中物質與流體的收支平衡等,預示了二十一世紀地球科學的新視野。

    國內的研究團隊,在台大地質系羅清華及鍾孫霖教授的推動下,近年對台灣東北海域、沖繩海槽南端一帶,研究頗多,有許多新發現;筆者及海洋大學的陳明德教授(亦是台大地質系校友)及其他國內相關同仁聯名提出一份企劃書,提議在龜山島東方約50公里的沖繩海槽進行鑽探,預訂鑽入深度420公尺,藉以探究黑潮過去200萬年的演變歷史。這個企劃書經過評審後,獲得極好的評價,極有可能促使「果敢號」在明年(2001年)4月份來到台灣東北海域鑽探。

    ODP將在2003年劃下句點,海洋鑽探應否存續?對人類的知識與福祉有何助益?鑽探的方法及技術是否要改絃更張?有那些科學問題可以藉鑽探來探索解決?學者自1997年以來已經多次集會討論,幾乎是每一次國際地質及地球物理學術會議不可少的論題,日本

    已斥資建造一艘全新配備的新型鑽探船,命名為「OD21」亦即「Ocean Drilling 21st Century」的意旨,預計2006年下水,先在西太平洋、日本列島西緣南延一帶開鑽,沖繩海槽將首當其衝。

    眺望二十一世紀,將是一個海洋開發與探索的世紀,海洋鑽探必然持續扮演重要角色。日本「OD21」的服役,將促始西太平洋邊緣成為新世紀新技術的試驗場;台灣近水樓台,深具地利之便,實應未雨綢繆,預作準備,培養我們的研究團隊,凝鍊我們的科學洞識。台大的同仁及我們分佈在各大學的台大校友們早已摩拳擦掌,鑄造成器,您將會在新的鑽探船上看到台大人的身影,在地球科學的前緣領域嶄露頭角!Ω

 

參考資料

1.Carter, R. M., Carter, L., McCave, I. N., and the Leg 181 Shipboard Science Party. (1999) The DWBC sediment drift from Leg 181: drilling in the Pacific gateway for the global thermohaline circulation. JOIDES Journal, V.25 (1): 8-13.

2.Carter, R. M., McCave, I. N., Ritcher, C., Carter, L., et al. (1999) Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports., 181 [CD-ROM]. Available from: Ocean Drilling PROGRAM, Texas A&M University, College Station, TX 77845-9547, USA.

3.Hsü, Kenneth, J. (1992) Challenger at Sea: A Ship that Revolutionized Earth Science. Princeton University Press, Princeton, New Jersey.

4.魏國彥(2000)綢繆二十一世紀海洋鑽探-現狀與策略。中國地質學會八十九年年會暨學術研討會大會手冊論文摘要p. 26-28。

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