“人們對頭頂的天空充滿好奇,對腳踩的大地卻知之甚少”↓

《地心世界恐龍王國曆險記》劇照
《地心世界恐龍王國曆險記》是導演喬治-米勒執導的一部電影。根據十九世紀法國科幻作家凡爾納大作本片叙述博學家――西奧多-利頓在一本古老的書籍裡偶然得到了一張羊皮紙,發現前人曾到地心旅行,決心也作同樣的旅行。他們按照羊皮紙的指引,由冰島的一個火山口進入,穿越了炎熱的地下岩洞,終于來到了一個與世隔絕的神奇世界。這個地下世界不僅有着種種奇特的史前動植物,連一些人種也非常特别,比如與蜥蜴類似的蜥族人。如今,科學家正在做一些類似的事情——打超深鑽井,鑽穿地殼,直接“觸摸”到地殼與地幔的邊界,這是全世界地球科學家的理想。美國、英國、中國等12個國家的30名科學家已登上美國“決心”号鑽探船,準備在西南印度洋開展打穿地球殼幔邊界的第一次大洋鑽探。
目标:西南印度洋中脊打一口1300米深的井
這是國際大洋發現計劃的第360航次,也是名為“SloMo”計劃的第一個航次。其鑽探目标是在西南印度洋中脊打一口1300米深的鑽井,為今後人類鑽穿殼幔邊界打下基礎。“SloMo”是“慢速擴張脊下地殼和莫霍面的性質”縮寫。該計劃緻力于在人類曆史上首次鑽穿殼幔邊界,以檢驗“在慢速、超慢速擴張脊下方的莫霍面代表了地幔的蝕變邊界”的假說。中國科學院地質與地球實體研究所劉傳周研究員、同濟大學海洋地質國家重點實驗室周懷陽教授、課題組成員馬強博士等人全程參加。
目标 探尋神秘的莫霍面
1910年,地震學家莫霍洛維奇通過觀測地震波在地球内部的傳播情況,率先提出地球的地殼和地幔之間存在一個不連續的分界面。在這一界面,地震波的縱波和橫波傳播速度明顯增加。人們将這一殼幔分界面稱為“莫霍洛維奇不連續面”,簡稱“莫霍面”。
神秘的莫霍面到底是由什麼物質組成的?這一謎題吸引了無數地球科學家的好奇心。早在1957年,美國地質學家就曾提出“莫霍計劃”,在地球上打一口深井,鑽穿地殼,一直鑽到莫霍面,取一些樣品直接看看。由于地球上的洋殼比陸殼薄得多,該計劃選擇在深海大洋裡打鑽。
“人們對頭頂的天空充滿好奇,對腳踩的大地卻知之甚少,研究手段也十分有限。打穿洋殼,進入莫霍面,是我們長久以來的夢想。”美國伍茲霍爾海洋研究所的亨利·迪克教授說,“在較薄的洋殼基岩鑽孔非常重要,因為那裡的岩芯能向我們傳遞地球深處的資訊。”
科學家準備的超級大鑽頭
傳統的理論認為:大洋下地殼由輝長岩組成,與地幔之間被莫霍面分開。
但最新的假說認為:在慢速或超慢速擴張洋脊下方,地震波很難準确反映出下洋殼内部的岩性變化。因為,海水滲入到地幔後,與橄榄岩發生反應,橄榄岩在反應過程中降低了地震波速,變得和下洋殼輝長岩的地震波速相近。是以,莫霍面也可能是蝕變的橄榄岩和未蝕變的橄榄岩之間的界面,而不是殼幔邊界。
為檢驗上述假說,在今後兩個月,科學家将乘坐“決心”号前往西南印度洋中脊海域,鑽一個1300米深的鑽孔。在後續計劃中,科學家還将乘坐鑽探能力比“決心”号更強的日本“地球”号,把這一鑽孔加深至3000米,最終打穿殼幔邊界。
地點 南緯32度、東經57度
12個國家的30名科學家已登上美國“決心”号鑽探船
科學家為此次前往鑽探的地點起了一個非常浪漫的名字——“亞特蘭蒂斯淺灘”。根據以往的研究,位于南緯32度、東經57度附近的西南印度洋中脊、面積約25平方公裡的“亞特蘭蒂斯淺灘”,是一處研究地球殼幔轉化的理想“構造視窗”。科學家曾在“亞特蘭蒂斯灘”成功打過兩個深鑽孔,都獲得了很長的輝長岩剖面。
在即将進行的第360航次中,“決心”号将在“亞特蘭蒂斯灘”的北部邊緣新鑽一個1300米的孔。新孔将與以前的兩個孔組成一個斷面,以便今後開展橫向的火成岩、變質岩與構造的層序對比研究,檢驗洋殼的磁性條帶異常特征,并調查地球深部的生命活動。
編輯 吳欽