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日本科学家打算从海上挖进地球的上地幔

「地球」号科研钻探船最晚 2030 年前希望能突破地壳和地幔的边界。

Andy Yang
2017 年 4 月 10 日, 下午 06:01
地球是颗半径有 6000 公里的大圆球,但除了最上面薄薄的一层「皮」之外,我们对于里面到底是什么样子,只有依靠地震波穿透地层时的折射的间接证据,事实上是非常「浅薄」的了解。甚至是离地壳表面只有十多公里远的上地幔的确切组成成份是什么都无法确定呢。

为了了解地球内部是什么样子,前苏联在 1970 年代起曾经在靠近挪威边界的科拉半岛挖了一系最超深的科学探堪井,其中最深的一个在 1989 年时达到了 12,262m 的深度。然而到了这个深度后,科学家发现四周的岩石已经不再是固体,而是因为高温的作用而开始「塑胶化」,钻头变成彷佛在高温的黏土里前进,孔壁也无法再维持支撑力。最后钻探计划以钻头卡死在孔洞深处告终,事实上只突破了地壳预估厚度的 1/3 而已。



如今日本国立海洋研究开发机构(JAMSTEC)有意接手这个挑战,从较薄的海洋地壳入手,派出科研钻探船「地球(Chikyu)」号前往夏威夷附近的海域,试图首度钻破地壳,一探上地幔的究竟。虽然说这里是地壳特别薄的地方,让它理论上不需要钻出个像科拉一样深的洞就能到达地幔,但海上钻探也有它自己的挑战,不仅要维持探测船在上方的位置,而且甚至在开始钻之前就要先穿过 4km 深的海水才能到达「地表」呢。

目前 JAMSTEC 准备先在今年九月花两个月的时间确认钻探地点,如果夏威夷附近证实不合适的话,墨西哥和哥斯大黎外海也是个选项。整个计划预计将花费 5.42 亿美元,希望最晚 2030 年之前可以开始钻挖,取得地壳形成和板块运动原理的资讯,顺便看看在如此深处有没有微生物存活。日本是大金主,除了出船之外,也将做为研究费的主要出资者 -- 毕竟日本自身是全球地壳最活跃的地区之一,对于了解地壳活动也是最急迫的吧!