北京時(shí)間12月9日消息,據(jù)英國廣播公司(BBC)報(bào)道,本周科學(xué)家們將在印度洋海底鉆孔,試圖首次從地球最深處地幔里獲得巖石樣本。在這個(gè)過程中,研究人員希望可以證實(shí)他們有關(guān)地殼組成材料的猜想。

|
地球大陸地殼可能幾十千米厚,但海洋地殼則要薄的多
|
項(xiàng)目合作負(fù)責(zé)人、英國卡迪夫大學(xué)的地質(zhì)學(xué)家克里斯·麥克勞德(Chris MacLeod)教授表示,鉆孔至海底地下5.5千米深處可能需要花費(fèi)幾年時(shí)間,這還不包括決心號(Joides Resolution)鉆探船與海底之間700米的水深。"總的來說,我們認(rèn)為需要進(jìn)行三次探險(xiǎn)," 麥克勞德說道。"這一項(xiàng)目已經(jīng)獲批,我們也獲得了最初兩個(gè)月調(diào)查的資金資助。但我們可能至少需要到2020年才能完成這項(xiàng)任務(wù)。"
在此之前科學(xué)家們也曾嘗試鉆入地球地幔,但都以失敗告終。然而,最新的這次鉆探進(jìn)展或可能順利一些,因?yàn)閿鄬雍颓治g已經(jīng)導(dǎo)致目標(biāo)鉆場、位于印度洋西南印度洋脊的亞特蘭蒂斯岸(Atlantis bank,)的地殼變薄。
由國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃(International Ocean Discovery Program,簡稱IODP)贊助的這一項(xiàng)目將為科學(xué)家們提供接觸原始、未被改變的橄欖巖的機(jī)會,這類巖石富含橄欖石礦物質(zhì),它組成了地球內(nèi)部的大量材料。
隨著鉆探船逐漸挖掘至地下深處,科學(xué)家們也想要測試有關(guān)地球是如何構(gòu)建和組成的現(xiàn)有模型,麥克勞德教授尤其想要探測所謂的莫霍面邊界,后者因其 "不連續(xù)性" 聞名--地球地震波的傳播在此邊界忽然改變速度。教科書上的解釋是,莫霍面標(biāo)志著地殼和地幔的分界線:也就是人們熟悉的表面火成巖,例如花崗巖石、玄武巖與輝長巖與內(nèi)部橄欖巖的分界線。然而,麥克勞德懷疑這種不連續(xù)性或可能發(fā)生在某些地球深處,在那里水滲透入橄欖巖,從而產(chǎn)生另外一種名為蛇紋巖的不同巖石。
鉆探船將前往印度洋底的亞特蘭蒂斯岸,也就是圖中箭頭所指的位置。鉆探船將前往印度洋底的亞特蘭蒂斯岸,也就是圖中箭頭所指的位置。
決心號鉆探船被用于鉆探海底科學(xué)。決心號鉆探船被用于鉆探海底科學(xué)。
考慮到這種材料的地震特征與地殼火成巖的基本相同,因此科學(xué)家們幾乎無法區(qū)分兩者--他們只能夠在海底和無摻雜雜質(zhì)的地幔上方幾百米處之間進(jìn)行鉆探和采樣。如果被證實(shí)是正確的,那么對莫霍面更精密的描述將對我們理解地球是如何組成的產(chǎn)生一系列深遠(yuǎn)的影響。
首先,這意味著火成海洋地殼的厚度和結(jié)構(gòu)比之前預(yù)想的更加多變。"莫霍面在整個(gè)海洋盆地比較統(tǒng)一,因?yàn)槊總€(gè)人都假定海洋地殼是均勻統(tǒng)一的,繼而推測它非常簡單。" 麥克勞德解釋道。"但是如果我們的猜測是正確的,那么這將改變一切。如果莫霍面邊界其實(shí)是一個(gè)因?yàn)樗疂B透入地幔而被改變的邊界,那么這意味著我們對海洋地殼的理解其實(shí)非常有限。"
而這或可能提供有關(guān)地球上生命的意義深遠(yuǎn)的信息,因?yàn)楫a(chǎn)生蛇紋巖的過程極大的吸引著微生物。橄欖巖的橄欖石礦物質(zhì)在與水接觸而發(fā)生改變的過程中會產(chǎn)生氫氣和甲烷,而單細(xì)胞微生物可以利用這些氣體進(jìn)行新陳代謝,如果蛇紋巖的存在其實(shí)比現(xiàn)有模型假設(shè)的更加普遍,那么這意味著對地球內(nèi)部發(fā)生的生物過程規(guī)模的評估也被極大的低估了。
之前的探險(xiǎn)已經(jīng)確定亞特蘭蒂斯岸適合鉆探。之前的探險(xiǎn)已經(jīng)確定亞特蘭蒂斯岸適合鉆探。
"如果地球深處的確存在大量蛇紋巖,那真的無法預(yù)料它里面包含了多少微生物。" 麥克勞德說道。本周二IODP探險(xiǎn)360小組在斯里蘭卡科倫坡登上了決心號鉆探船,本周鉆探船將出海。由于在此之前已經(jīng)對亞特蘭蒂斯岸進(jìn)行了鉆探,且科學(xué)家非常熟悉它的環(huán)境條件,因此預(yù)計(jì)第一次出海一切將進(jìn)展非常迅速,科學(xué)家將在海底下方1.3千米深處開鑿第一個(gè)鉆孔。
假設(shè)一切進(jìn)行順利,預(yù)計(jì)2018年將進(jìn)一步鉆深這個(gè)鉆孔,不過這將取決于資金資助以及像決心號這樣的鉆探船的可用性。