世界上最早的科学钻探活动开始于海洋，第一个科学钻探计划是美国的“莫霍面钻探计划”。该计划于20世纪50年代末启动，目的是要钻透莫霍面（地壳和地幔的接口），实现地学研究的重大突破。该计划的第一口科学钻孔于1961年3月开钻。由于实施技术难度大和费用高昂，该计划于1966年8月终止。
1966年6月，美国发起了“深海钻探计划”（Deep Sea Drilling Project，简称DSDP），其目的是在世界各大洋施工大量深度较浅的钻孔，采集沉积层样品和岩心，研究洋底上部地壳。该计划由地球深部取样海洋研究机构联合体（JOIDES）实施，由斯克利浦斯海洋研究所牵头，采用“格洛玛·挑战者号”科学钻探船。该计划起初由美国单独执行，后逐渐发展成有多国参加的国际性计划。该计划于1983年结束。
“大洋钻探计划”（Ocean Drilling Program，简称ODP）是“深海钻探计划”的延续。该计划从1985年1月开始实施，于2002年结束。ODP的学术领导机构是JOIDES（地球深部取样海洋研究机构联合体），执行和实施机构是得克萨斯农工大学。参与该计划的最初有美国、德国、法国、日本、英国、加拿大、澳大利亚和代表12个国家的欧洲科学基金会，我国于1998年春天作为“参与成员”加入。
深海钻探计划（DSDP）和大洋钻探计划（ODP）是20世纪地球科学规模最大、历时最久的国际合作研究计划，30余年来在全球各大洋钻井2889口，取岩心31.5万余米。科学家通过研究，验证了大陆漂移和海底扩张假说以及板块构造理论、创立了古海洋学、揭示了洋壳结构和海底高原的形成、证实了气候演变的轨道周期和地球环境的突变事件、分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用、发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学一次又一次的重大突破。
大洋钻探计划（ODP）于2003年10月转入“综合大洋钻探计划（IODP）”的新阶段。综合大洋钻探以“地球系统科学”思想为指导，计划打穿大洋壳，揭示地震机理；查明深部生物圈和天然气水合物；了解极端气候和快速气候变化的过程；为国际学术界构筑起新世纪地球系统科学研究的平台；同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。IODP的钻探范围将扩大到全球所有海区（包括陆架浅海和极地海区），研究领域从地球科学扩大到生命科学，手段从钻探扩大到海底深部观测网和井下试验。美国、日本等国的投入有重大增加。IODP的年度总预算将达到1.6 亿美元，是ODP的4倍。
与DSDP、ODP仅仅依靠一艘钻探船的情况不同，综合大洋钻探计划的一个主要特点是将以多个钻探平台为主，除了类似于“JOIDES决心号”这样的非立管钻探船以外，日本斥资5.4亿美元建造的5万吨级的立管钻探船“地球”号（Chikyu）也加盟到IODP计划中。一些能在海冰区和浅海区钻探的钻探平台也加入了IODP。
国际综合大洋钻探计划（IODP，2003～2013）于2013年结束，2013年之后，IODP改名为：International Ocean Discovery Program，英文缩写仍为IODP。根据新的科学计划，2013年后的IODP将包含4大科学主题：
1）气候和海洋变化：了解过去，预告未来。海底的沉积物岩心提供了过去气候变化的记录，可以帮助在空间和时间尺度上更好地理解地球系统过程。过去的记录可以帮助检验将来气候变化预测的模型。
2）生物圈前沿：深部生命及生物演化的环境驱动。科学大洋钻探对于研究海洋和陆地上的生命演化非常重要，深部生物圈对于地球的环境和生命演化的作用还不清楚。
3）地球的相关性：深部过程及其对表层环境的影响。洋壳、俯冲带、构造成因的沉积和火山地层蕴含了深部地球动力过程的记录，这一过程控制了地球表面的形态和环境。
4）地球在运动：人类时间尺度上的过程与灾害。原位、现场的观测实验对于理解很多短时间尺度的地球系统过程来说至关重要。
新IODP将由4个主要部分组成：①3个独立的钻探平台；②科学咨询机构；③支撑办公室（Science Support Office，SSO）；④IODP论坛（IODP Forum）。
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