来自美、英、中等12个国家的30名科学家,近日乘坐一艘名为“决心”号的大洋科学钻探船,驶入西南印度洋中脊一处叫作“亚特兰蒂斯浅滩”的地方,开始了史上具有里程碑意义的大洋钻探工作。
这项试图打穿地壳、“握手”地幔的大洋钻探,从一开始便广受社会关注。其目的和意义何在?《中国科学报》记者近日采访了相关专家。
“决心号的工作目的是为了进一步了解深地壳的结构构造及物质组成。”同济大学海洋地质国家重点实验室教授周怀阳告诉《中国科学报》记者。周怀阳是参加本航次大洋钻探工作的中方科学家马强博士的导师,他表示人类还从未抵达过地壳与地幔之间的莫霍面,此前只是通过地震波探测,地球内部到底“长什么样”,一心一意爱上你至今仍是个谜。
对于有报道此次钻探工作的目的是为人类预测地震提供帮助,中国地质大学教授、构造地质学家颜丹平表示,该钻探不是直接进行地震预测,但对地壳结构与物质组成的认识将来或有助于地震发震机制的研究。
这是一次有计划、有准备的科考行动,周怀阳将此次工作的开展归因于技术的进步:“钻探技术、钻杆、钻头等都有了相应的改进。中国也加入了国际大洋钻探计划,每个航次都可以有两名中国科学家参与其中。”据介绍,参与此航次大洋钻探工作的两名中方人员刘传周和马强,主要从事岩石地球化学及下洋壳变质作用等领域研究。
“教科书上的某些内容可能因此被改写。”针对此次工作可能取得的,周怀阳说,“到现在,人类对洋壳结构构造及物质组成还没有十足掌握。以前绝大多数科学钻探都在硬岩的沉积层中打钻,而地壳的真正组成主要是硬岩。”
“决心”号的最终目的是想打穿地壳与地幔的边界,而本航次的目标是钻取1300米的岩芯,获得记录地球生命历程的材料。
对于人类为何要不懈地向“地心”靠拢,颜丹平认为,地幔和地壳之间的物质成分、物理状态都不一样,很多地方太深,人类尚无办法直接观察地幔的岩石类型和矿物组成。因此,科学家只能够通过一些间接手段、模拟实验和计算,来推测其物质组成。
“我们以前是通过地震波速度分布推测莫霍面的深度以及地幔的组成状况,但是这种方法不是直接看到的,往往有一些假设和前提。通过这次钻探,也许可以检验原来的推测是否正确,甚至修正一些模糊认识。”关于此次钻探的意义,颜丹平以人类对火星的探测为例,他指出人类向深空和地球深部探测,虽然方向不同,但都体现了对未知领域不断探索的。
对生命极限的认识驱动着人类的求知欲,此次大洋钻探工作的另一个目的是要了解地幔下是否存在微生物。“很多生命不是依靠光合作用,而是化能合成,越往命就越少,新陈代谢也会越来越慢。作为基础研究,未来工作将进一步辐射至各个领域,如资源、灾害防治等。”周怀阳说。
与全球其他地区相比,“亚特兰蒂斯浅滩”究竟有何特殊之处?“决心”号为何要不远万里来到这片海域开展工作呢?
对此,周怀阳认为“这是一个很巧妙的想法”,因为“地球地壳的平均厚度大约有40公里,大洋地壳的厚度约为5至10公里,而亚特兰蒂斯浅滩的地壳厚度更薄,仅为3公里左右”。
国家地震局地质所研究员陈九辉也认为,在大洋地壳中钻孔会更容易,可能会真正看到莫霍面的样子。但他也指出,“亚特兰蒂斯浅滩”是一个特殊的地区,要想把这里的研究扩展到对全球地质构造的认识还很难,因为全球的地质状况比这个地区要复杂很多,一些地区可能经过长期的地质变化,比一些新生区域要复杂。“但即使是浅滩地区也需要具备一定的条件,钻探技术与人员水准必须达到一定水平。”陈九辉说。