想揭曉地球生命起源及未來命運,科學家想到了海洋深淵鑽探

2020-12-02 澎湃新聞

一支科學家小組乘船來到紐西蘭南部海域，他們調查恐龍滅絕的重要線索，並試圖預測未來地球的發展。

科普斯說：「通過海底鑽探活動，我們可以在行星尺度上了解行星如何演變，事實上這是一個關於地球生命起源的基本問題，該研究可延伸適用於任何星球。」　

新浪科技訊 北京時間3月25日消息，據國外媒體報導，近期，一支科學家小組乘船來到紐西蘭南部海域，他們調查恐龍滅絕的重要線索，並試圖預測未來地球的發展。

他們試圖通過鑽探地殼揭曉地球歷史事件謎團，採集海底沉積層樣本和南太平洋海底遠古巖石樣本，基於這些樣本，科學家正在探索一些最長期、最緊迫的問題：恐龍滅絕後發生了什麼？當地球急劇變暖或者變冷的時候，生命形式會發生什麼變化？數百萬年的地球歷史能告訴我們未來地球的發展？

海洋深淵或將揭曉地球謎團

美國俄勒岡州立大學海洋地質學教授安東尼·科普斯（Anthony Koppers）解釋稱，海洋演變、地球環境和氣候記錄都保存在海洋沉積物中。

對海床沉積物進行鑽探可能觸及海洋地殼層，科普斯表示，鑽到海洋地殼的一個優勢是它大約有7公裡厚度，而陸地地殼厚度是海洋地殼的數倍，海底鑽探可以在鄰近地幔區域採集樣本。

科普斯說：「通過海底鑽探活動，我們可以在行星尺度上了解行星如何演變，事實上這是一個關於地球生命起源的基本問題，該研究可延伸適用於任何星球。」

20世紀50年代末至60年代初，美國通過「莫霍爾計劃（Project Mohole）」在地殼底部進行鑽探，從而開始了海洋鑽探科學研究，當時鑽探活動並未到達地殼，最大深度為183米。2019年，日本海洋勘測船Chikyu號在海底最大鑽探深度為3250米。

目前鑽探上地幔的計劃仍然遙遙無期，但是科普斯強調稱，我們不要沉迷於鑽探深度的「數字遊戲」，鑽探海底深洞並不是關注焦點，對海底沉積層物質的深入分析或將揭曉一些地球歷史謎團。

海洋鑽探可為板塊構造理論（構成地球巖石外層的板塊運動）提供證據，揭示北極遠古時期曾處於亞熱帶氣候，北極海底存在冰凍甲烷水合物——可燃冰，此外，海底深處可能隱藏著一些神秘的微生物。

海洋鑽探產生的問題多於答案

科普斯說：「我們僅在海底地殼處非常淺的區域進行鑽探，在過去的50年裡，我們逐漸產生新的認識，但實際上，在海洋鑽探過程中產生的問題遠遠多於答案。」

目前，科普斯和海洋鑽探團隊正在為實現真實的科學突破奠定基礎，這也是每位古海洋學家夢寐以求的科學發現！幾十年以來，擁有41年海洋鑽探史的石油鑽探船「JOIDES Resolution」號一直是深海鑽探活動的主要船隻。

為了進行國際海洋探索計劃（IODP）研究，「JOIDES Resolution」號最後一次任務是航行至紐西蘭南部坎貝爾海臺（Campbell Plateau）海域，此次航行的118名工作人員中包括：羅格斯大學海底沉積學家、博士後蘿拉·海恩斯（Laura Haynes）、哈佛大學物理學家伊莉莎白·西伯特（Elizabeth Sibert）。

海恩斯說：「在JOIDES Resolution號上航行是每位古海洋學家夢寐以求的事情，我們一直期待這個機會，差不多已等待10年了！」

一周工作7天，每天輪班12小時，持續工作60天，對於30名海洋科學家而言，這可不是一次輕鬆的航行，IODP計劃科學服務部主管布拉德·克萊門特（Brad Clement）說：「我們的海洋探索一直未間斷，此次航行沒有港口停靠，工作人員也沒有飲酒，鑽探工作是全天候進行的，9.5米長的海底巖芯樣本帶到地面之後立即進行研究分析，之後對巖芯進行縱向剖析，儲存在冰箱中便於進一步研究使用。」

科普斯表示，這艘海洋探測船可以在兩個月的時間裡鑽探大約7公裡深的海底沉積物，非常幸運的是，我們能夠鑽探穿過1公裡厚的最堅硬地殼層。

研究小組能夠鑽探至足夠深的海底地殼層，發現古新世-始新世熱量最大值的可靠證據，這是發生在大約5550萬年前的一個全球變暖事件，海恩斯說：「這是洞悉人類活動所致氣候變化的最佳分析數據，此次海洋勘測的計劃包括：了解地球生命如何應對全球性重大變化，例如：全球性氣候轉暖或者轉冷，以及物種大滅絕事件。」

據悉，伊莉莎白已參與了一項關於恐龍大滅絕的研究，該研究報告將於今年上半年發表，研究報告數據基於2012年海底採集的巖芯樣本，該項研究發現了6600萬年前小行星碰撞現今墨西哥尤卡坦半島導致恐龍滅絕的可靠證據。

長期計劃

當前海洋鑽探活動仍存在諸多問題，例如：二氧化碳如何在海底地幔層發生相互作用，理解這一點將有助於研究海洋地殼在未來碳隔離中扮演著何種角色。

在IODP為未來30年規劃的科學項目中，有一項是探索地球海洋深處，其中一個目標是探測器到達上地幔層。科普斯評估稱，鑽透7公裡厚的地殼層需要一年以上的時間，同時，選擇夏威夷島附近幾個鑽探地點仍亟待探討。

克萊門特解釋稱，最大的挑戰是，海底鑽探時溫度非常高，壓力非常大，每次將鑽探管從海底拉出來時，鑽洞就會自動閉合，我們掌握海底深層鑽探技術仍需10-20年才能實現。

西伯特指出，研究小組非常高興研究6600萬年前恐龍大滅絕「重置按鈕」啟動之後新生代開始的證據，以及始新世-漸新世的分界線，分析什麼時候冰原成為南極洲永久特徵。我們發現了一些未曾預測的重大發現，進行海洋鑽探，你永遠不知道你會獲得怎樣的發現，直到這些研究結果出現在勘測船上。（葉傾城）

原標題：海洋深淵鑽探：將揭曉地球生命起源及未來命運

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    是人們普遍接受的生命起源假說，由奧巴林和霍爾丹提出，這一假說認為，地球上的生命是在地球溫度逐步下降以後，在極其漫長的時間內，由非生命物質經過極其複雜的化學過程，逐漸地演變而成的。而達爾文絕對想不到，他這封信件的內容，在現在動搖了深海熱泉創造生命理論的主導地位。 科學家以前從深海熱泉發現有機物，認為這裡具有生命起源的環境因素。德國奧斯納布呂克大學教授穆爾基德加伊安指出：「相比深海熱泉而言，陸地地熱區域更適合於縮合反應，更易將陽光轉化為一種能量來源。」
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