人類歷史上首次打穿地殼與地幔邊界,探索地球深處
我們常仰望星空,也常眺望大海,驚嘆大自然的鬼斧神工,也好奇未知的世界。人類登月已過四十幾載春秋,馬里亞納海溝也留下了人類探測的痕跡。而神秘的地球內(nèi)部究竟是怎樣的?人類依然在探尋。
2008年,根據(jù)法國科幻巨匠凡爾納的小說《地心游記》改編的電影上映,主人公來到了地球深處,在從未想象到的夢幻般的世界中穿行,遇到了很多奇異的生物。他們越來越接近地心,也面臨越來越多驚心動魄的危險,地心深處的火山即將爆發(fā),炙熱的巖漿飛濺,勇敢的探險家們也必須迅速找到逃離的路。
電影雖然給大家描繪了一個光怪陸離的地下世界,但現(xiàn)實(shí)中的地下并不存在這些可怕的生物。目前,人類雖尚無法抵達(dá)地球內(nèi)部,但也正在一點(diǎn)一點(diǎn)往地球更深處探索。
近日,來自美國、英國、中國等12個國家的30名科學(xué)家準(zhǔn)備在西南印度洋中脊一處名為“亞特蘭蒂斯淺灘”的地方,進(jìn)行一次大洋鉆探活動,這次活動將是人類歷史上首次打穿地殼與地幔的邊界。
要知道科學(xué)家們這次活動的重要性,我們要需要先了解一下地球的結(jié)構(gòu):
人類的家園地球從內(nèi)到外分為:地核、地幔和地殼三層。地殼是地球的表面層,也是人類生存和從事各種生產(chǎn)活動的場所。整個地殼的平均厚度約為15公里,這與地球平均半徑6371公里相比,僅是薄薄的一層。人類目前主要的科研鉆探也集中在地殼這一層。
地幔是地球的中間層,厚度約2865公里,主要由致密的造巖物質(zhì)構(gòu)成,是地球內(nèi)部體積最大、質(zhì)量最大的一層。地幔又可分成上地幔和下地幔兩層。上地幔上部存在一個地震波傳播速度減慢的層,一般又稱為軟流層,推測很可能是巖漿的發(fā)源地。軟流層以上的地幔是巖石圈的組成部分。地幔和地殼的分界面是莫霍面。“決心”號將要嘗試鉆探的最深處就是這一可能存在的莫霍面。
搭載著30名科學(xué)家的“決心”號大洋鉆探船于12月2號出發(fā),16號晚抵達(dá)后,穩(wěn)穩(wěn)地停在目標(biāo)海域,連夜展開大洋鉆探工作。經(jīng)過近10個小時的搜尋,水下攝像機(jī)17號終于找到一塊合適的平坦區(qū)域。
“決心”號鉆探人員完成了鉆孔重返裝置的安裝工作、換上專門鉆取巖芯的鉆桿。19號下午,巖芯鉆桿順利進(jìn)入了鉆孔,開始鉆取巖芯的工作。科學(xué)家將這個鉆孔編號為U1473A。今后一個多月中,“決心”號將一直在這個孔里鉆取巖芯。
鉆探項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人、南安普敦大學(xué)教授蒂格爾表示,這種鉆探方式不同于工業(yè)勘探。蒂格爾說他們采用旋轉(zhuǎn)式取芯鉆頭,原用于石油工業(yè)中,鉆探堅(jiān)硬物質(zhì)。而以海洋科學(xué)鉆探的方式,基本上傾向于取芯,而不是進(jìn)行物理測量,來探究下面有些什么。所以如果完成樣本取芯,那就能對取回的巖石及礦物進(jìn)行化學(xué)及物理實(shí)驗(yàn)。
巖石形成和穩(wěn)定于一定的地質(zhì)環(huán)境中。每當(dāng)?shù)刭|(zhì)環(huán)境改變,巖石也將隨之改變。因此深入研究巖石,能窺探地球發(fā)展和演化過程的“蛛絲馬跡”。大洋鉆探猶如打入海底的“巖石探針”,直接獲取珍貴的研究樣品和科學(xué)數(shù)據(jù)。
參與研究的科學(xué)家們期待能從中找出一系列問題的答案。比如:地殼的巖石是如何分層的?莫霍面是否代表了地殼與地幔的邊界?下地殼和含水的地幔中是否存在生命?這些問題都是因?yàn)槿祟惒荒芙獯鸲艚o影視作品無盡的想象空間。
在2003年上映的電影《地心毀滅》中,地球磁場的崩解給地球上的一切生物造成毀滅性打擊:心律調(diào)節(jié)器失效,病人暴斃;舊金山的金門大橋斷裂;特拉法加廣場的鴿子失去辨識方向的能力;古羅馬競技場被密集的閃電擊成碎片……盡管現(xiàn)實(shí)當(dāng)中,這些場景不會在可預(yù)見的將來出現(xiàn),但不可否認(rèn)地是,地球打一個噴嚏,給人類帶來的災(zāi)難都可能是無法估量的。從古至今,無數(shù)次的地震便是地球給人類展示的一小部分威力。
而此次大洋鉆探也引發(fā)了人們的擔(dān)心,認(rèn)為這個項(xiàng)目可能成為一種災(zāi)難,并且引發(fā)一場巨大的地震或者火山爆發(fā)。許多科學(xué)家和運(yùn)動家們現(xiàn)在認(rèn)為,深孔鉆井與人造地震之間或許存在著一種直接的聯(lián)系。如果海下地震足夠大的話,它能夠引發(fā)類似于2004年印度洋海嘯一樣的巨大海嘯。
不過,人類之所以目前還無法及時準(zhǔn)確地預(yù)報地震,一部分原因就是人類缺乏對地球深處的了解。中國地震局地球物理研究所研究員張少泉表示,對地殼更深處及地幔的鉆探將有助于人類進(jìn)一步了解地震。因?yàn)閷Φ卣鸢l(fā)生的地點(diǎn)是在地殼下邊,上面就是地殼,是地震發(fā)生的地兒。而且地幔就是提供能量,使地震爆發(fā),使得斷層活動的這么一個地點(diǎn),所以和地震的成因有關(guān)系。
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