生命奥秘 科學家首次深入印度洋鑽探地...

科學家首次深入印度洋鑽探地殼:探尋生命信息


蛇紋岩產生於位於海底、因水流經岩石縫隙而發生改變的地幔岩石。


地球大陸地殼可能幾十千米厚,但海洋地殼則要薄的多。

據英國廣播公司(BBC)報道,本周科學家們將在印度洋海底鑽孔,試圖首次從地球最深處地幔里獲得岩石樣本。在這個過程中,研究人員希望可以證實他們有關地殼組成材料的猜想。

項目合作負責人、英國卡迪夫大學的地質學家克里斯·麥克勞德(Chris MacLeod)教授表示,鑽孔至海底地下5.5千米深處可能需要花費幾年時間,這還不包括決心號(Joides Resolution)鑽探船與海底之間700米的水深。“總的來說,我們認為需要進行三次探險,”麥克勞德說道。“這一項目已經獲批,我們也獲得了最初兩個月調查的資金資助。但我們可能至少需要到2020年才能完成這項任務。”

在此之前科學家們也曾嘗試鑽入地球地幔,但都以失敗告終。然而,最新的這次鑽探進展或可能順利一些,因為斷層和侵蝕已經導致目標鑽場、位於印度洋西南印度洋脊的亞特蘭蒂斯岸(Atlantis bank,)的地殼變薄。

由國際大洋發現計劃(International Ocean Discovery Program,簡稱IODP)贊助的這一項目將為科學家們提供接觸原始、未被改變的橄欖岩的機會,這類岩石富含橄欖石礦物質,它組成了地球內部的大量材料。

隨著鑽探船逐漸挖掘至地下深處,科學家們也想要測試有關地球是如何構建和組成的現有模型,麥克勞德教授尤其想要探測所謂的莫霍面邊界,後者因其“不連續性”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,莫霍面標誌著地殼和地幔的分界線:也就是人們熟悉的表面火成岩,例如花崗岩石、玄武岩與輝長岩與內部橄欖岩的分界線。然而,麥克勞德懷疑這種不連續性或可能發生在某些地球深處,在那裡水滲透入橄欖岩,從而產生另外一種名為蛇紋岩的不同岩石。


鑽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。


決心號鑽探船被用於鑽探海底科學。

考慮到這種材料的地震特徵與地殼火成岩的基本相同,因此科學家們幾乎無法區分兩者——他們只能夠在海底和無摻雜雜質的地幔上方几百米處之間進行鑽探和採樣。如果被證實是正確的,那麼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生一系列深遠的影響。

首先,這意味著火成海洋地殼的厚度和結構比之前預想的更加多變。“莫霍面在整個海洋盆地比較統一,因為每個人都假定海洋地殼是均勻統一的,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,那麼這將改變一切。如果莫霍面邊界其實是一個因為水滲透入地幔而被改變的邊界,那麼這意味著我們對海洋地殼的理解其實非常有限。”

而這或可能提供有關地球上生命的意義深遠的信息,因為產生蛇紋岩的過程極大的吸引著微生物。橄欖岩的橄欖石礦物質在與水接觸而發生改變的過程中會產生氫氣和甲烷,而單細胞微生物可以利用這些氣體進行新陳代謝,如果蛇紋岩的存在其實比現有模型假設的更加普遍,那麼這意味著對地球內部發生的生物過程規模的評估也被極大的低估了。


之前的探險已經確定亞特蘭蒂斯岸適合鑽探。

“如果地球深處的確存在大量蛇紋岩,那真的無法預料它裡面包含了多少微生物。”麥克勞德說道。本周二IODP探險360小組在斯里蘭卡科倫坡登上了決心號鑽探船,本周鑽探船將出海。由於在此之前已經對亞特蘭蒂斯岸進行了鑽探,且科學家非常熟悉它的環境條件,因此預計第一次出海一切將進展非常迅速,科學家將在海底下方1.3千米深處開鑿第一個鑽孔。

假設一切進行順利,預計2018年將進一步鑽深這個鑽孔,不過這將取決於資金資助以及像決心號這樣的鑽探船的可用性。

(责任编辑:文恩..)

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