钻向地球深处:地下7千米究竟有什么(图) 2007-10-19 9:32:27 《新知客》
钻探首先是在一个富含沉淀物的深度进行,这个深度充满了微生物遗迹、泥浆和黏土。再往下勘探的话,人们还会发现了玄武岩,也就是会迅速冷却的火山熔岩。“先会是凝固的气泡,然后就是类似于'圆柱形玄武岩'的岩石,也有人说是辉长石,”卡玫勒连基描述着钻探的可能状况,“在4千米之后,还有一个厚约1千米的过渡区域,到最后就是地幔了。”
根据科学家仓本真一的介绍,地球号会用于多个钻探和岩心取样的计划,在它所钻出的孔洞中,有些会用来放置固定的地壳监视仪器,以加强对地震的预测。
寻找生命的线索
在上个世纪,科学家们研究的主要方向是物质和宇宙的起源。相对论以及大爆炸理论,将人们的视野拓展到了遥远的宇宙。不过,现在是时候考虑一下我们的生命是从何而来这个问题了。
关于生命的起源,一种说法是宇宙的彗星经过地球,带来了生命的种子。另一种说法就是生命是起源于地区内部,而地球内部的热量为生命之源提供了一个温暖的环境。
其实在早期的钻探中,科学们就曾经在样本中发现了一种细菌,这种细菌在经过化学反应后,可以变成一种酶。这个发现给科学家们增加了信心,虽然地心的环境比地表极端,而且水分和氧气也稀少,但细菌的出现代表了生命的一种可能迹象。
所以这次地球号钻探任务,就是希望能取出一个高1.5米,直径为15厘米的圆柱体地幔样本,以此研究在地幔是否存在着有机微生物,从而来探索地球的形成与气候变化的线索,并进一步验证生命起源的理论。
不仅如此,地幔的质量约占地球的质量的2/3,而且由于热对流的缘故,使得板块运动在不停而缓慢的进行。板块运动在地表上的表现是地震。因此,钻探取样的样本分析将对科学家考证地震来源会有着很大的帮助。按照计划,工作人员将在地壳附近放置感应器,希望能首次为日本以及东亚地区提供有效的地震预测系统。
国际综合大洋钻探
并不是所有的任务都是需要在这么深的地下进行,有很大一部分任务只需探测几千米的深度。
现在所有的大洋钻孔工程都已经成为了综合大洋钻探(IODP)这一项国际性的计划组成部分。根据意大利综合大洋钻探(IODP)主席卡玫勒连基解释,该计划由3个部分组成。美国的乔迪斯-决心(Joides Resolution)号轮船将会担任大部分的全球钻探工作。
还有一个由欧洲17个国家加上加拿大所组成的集团会在特殊情况下进行工作,例如在较低的深度或者北极冰块。然后就是日本地球号计划。
除了大洋钻探以外,钻探还包括了大陆钻探。至今为止所展开的研究已经有了相当重要的发现。由于乔迪斯-决心号的钻探工作,我们已经能够重建大约1亿5千万年前地球的地质史和气候史。
国际综合大洋钻探项目的计划是打穿大洋地壳,揭示地震的机理。查明深部生物圈和天然气水合物,以及理解极端气候变化的过程,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。
钻探在全球
为了重建北极的地质史,2004年,综合大洋钻探计划的地质学家们在距北极点约200
千米的北极冰块间进行了一项令人叹为观止的举动。他们用一艘租借的并且经过特别改造的挪威破冰船提取到了沉淀物的标本。
“我们找到了证据可以证明在1千5百万年前就已经有了冰块的存在,”参加试验的帕多瓦大学地质学讲师多玫尼科•里奥(Domenico Rio)说道:"之前只有水。有一段时期,大约是在5千5百万年前,北极曾是一个巨大的淡水湖,温度约为20℃。”
我们可以了解为什么会发现在那种条件下生活的蕨类植物。但是为什么是一个湖而不是一片海呢?按照里奥的解释,是因为在那个时期,北极被大洋孤立了起来。在接下来的数百万年里,在亚洲、美洲以及北大西洋的一个更深的海峡之间,才开辟了白令(Bering)海峡。 |