
现在已不是魏格纳或者哥伦布的时代了,人们都知道地球是圆的,而且从里到外可分为地壳、地幔和地核。近50年来,人类已经征服了月球,并且将探空器发送到了太阳系的边缘,但是人类却还是无法了解从地下6300千米深处直到地心那部分区域的存在物。我们只知道那里有岩石在不停缓慢运动,有一个铁水层,还有一个呈固态并且密集的铁质内核。
地下7000米
日本一艘叫做地球号(Chikyu)的探测船,它的钻头将要穿越地球的地壳,从而到达地幔。在2012年前,地球号探测船会第一次前进到地幔。
如果在海底下三四千米钻探,那不仅需要一个能在几千个大气压和最高300摄氏度温度的条件下工作的凿子,还要用到GPS定位系统,使凿子能在数年内保持在相同的位置。而船的大小与这项壮举也是旗鼓相当:船长210米,重5.7万吨,并且它还有一个高达112米的控制塔。
“专家们认为这次钻探对地震产生的研究甚至是对地震的预报都是十分重要的。”巴塞罗那大学的地质学家安杰洛·卡玫勒连基解释说,“而下一次的钻探就是要到达地幔了。”
地壳以下
当我们挖到地球深处的时候,我们会发现些什么?
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
其实在早期的钻探中,科学家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。
国际综合大洋钻探
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。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1500百万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·里奥说道:“之前只有水。有一段时期,大约是在5500百万年前,北极曾是一个巨大的淡水湖,温度约为20℃。”为什么是一个湖而不是一片海呢?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。
为了探索地下世界,不仅仅在地壳最薄的海洋里有钻探工作,大陆上的钻探工作也同样在进行。比如,在德国进行的钻探工作,在重建被钻探区域从5亿年前开始的地质史上,有着非常大的帮助。
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