近日有多家媒體報導,多國合作地幔邊界將被打穿,這是人類史上首次。地球將被鑽取巖芯。這對人們了解地球內部構造非常有幫助。
12月18日,「決心」號鑽探人員在通過船底與海水相連通的月池上安裝返孔錐。
蔚藍色的西南印度洋,連日來晴空萬裡。「決心」號大洋鑽探船自16日晚抵達後,穩穩地停在這片位於南緯32度42分、東經57度17分的目標海域,連夜展開大洋鑽探工作。
來自美國、英國、中國等12個國家30名科學家參加的這次大洋鑽探活動,準備在西南印度洋中脊一處名為「亞特蘭蒂斯淺灘」的地方,在人類歷史上首次打穿地殼與地幔的邊界。整個鑽探計劃分3個航次,本次開展的是首次鑽探。
12月2日,中國科學院地質與地球物理研究所劉傳周研究員在「決心」號鑽探船上參加科學家會議。
亞特蘭蒂斯淺灘位於海水下方約700米深處。「決心」號抵達後,一個巨大的水下電視攝像系統和鑽杆一起,通過船底與海水相連通的月池緩緩放入海底。在燈光的照射下,亞特蘭蒂斯淺灘的神秘面紗被小心翼翼揭開,通過電纜線在船上電視屏幕上直播。
這是一片生機勃勃的海底世界。成群結隊的小魚被燈光吸引,像飛舞的雪花一樣掠過電視屏幕;有時還看見一隻生活在海底的螃蟹,似乎剛剛被「不速之客」驚醒;甚至還有一條路過的小鯊魚,它的影子倒映在海底。
隨著攝像機緩緩移動,亞特蘭蒂斯淺灘上白色的「沙灘」與黑色的巖石相互交錯的地形地貌一覽無餘。據英國卡迪夫大學克里斯多福·馬克裡德教授介紹,由於這片海域洋流很大,海底沉積物大多被衝走,這些白色的「沙灘」其實是石灰巖,黑色巖石就是下地殼的代表性巖石——輝長巖。
經過近10個小時的搜尋,水下攝像機17日終於找到一塊合適的平坦區域。「決心」號鑽探人員連夜在此展開鑽孔重返裝置的安裝工作。他們將鑽杆、返孔錐下部導管和底座以及一個擴孔器套在一起,緩緩放入海底。鑽杆抵達海底後,鑽頭開始鑽進。隨著鑽孔一點點深入,返孔錐下部導管和擴孔器就會一點點嵌入鑽孔。
18日傍晚,經過整整一天鑽進,10多米長的導管和擴孔器已全部嵌入鑽孔,返孔錐底座也安裝在鑽孔口。通過月池,工人們將漏鬥狀的返孔錐套在鑽杆上,讓它順著鑽杆落到海底的底座上。反轉鑽杆,擴孔器收縮,直徑變小,就可牢牢固定返孔錐。
這些安裝工作完成後,船上就可收回「打底孔」的鑽杆,換上專門鑽取巖芯的鑽杆。19日下午,巖芯鑽杆順利進入了鑽孔。科學家將這個鑽孔編號為U1473A。今後一個多月中,「決心」號將一直在這個孔裡鑽取巖芯。
巖石是一定地質作用的產物,形成和穩定於一定的地質環境。每當地質環境改變,巖石也將隨之改變。因此深入研究巖石,就能窺探地球發展和演化過程的「蛛絲馬跡」。大洋鑽探猶如打入海底的「巖石探針」,直接獲取珍貴的研究樣品和科學數據。
科學家期待通過鑽取U1473A孔的巖芯,研究一系列科學問題,如下地殼的巖石是如何分層的?下地殼中有多少地幔混入?莫霍面是否代表了地幔的蝕變邊界?下地殼和含水的地幔中是否存在生命?
喬迪斯·決心號是大洋鑽探計劃以及綜合大洋鑽探計劃中所使用的一艘鑽探船。該船原名為「Sedco/BP 471號」,是美國Sedco公司和英國石油公司所屬的一艘商用石油勘探船。後改裝供大洋鑽探計劃使用,改名為「喬迪斯·決心號」,「喬迪斯」音譯自地球深部取樣海洋研究機構聯合體(Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling)的英文簡稱JOIDES,「決心」(Resolution)是為了紀念18世紀英國著名探險家詹姆斯·庫克率領「HRM Resolution號」探索太平洋與南極地區的冒險精神。
「喬迪斯·決心號」鑽探船總排水量9050噸,船長度143m,寬度21m,鑽塔高61.5m,能操作9150m鑽杆柱,其鑽探能力為9150m,鑽探最大水深8235m,海底下最大鑽探深度為4000m左右。與先前的「格羅瑪·挑戰者號」相比,「喬迪斯·決心號」功率更大,穩定性更好,鑽進深度更深。船上裝備有12個用於動力定位的強勁推進器和提升能力達400噸的世界上最大的升降補償裝置。該船還擁有1400平方米的七層實驗室,可供沉積學、巖石學、古生物學、地球化學、地球物理學等方面的分析研究。
「喬迪斯·決心號」從1985年開始成為大洋鑽探計劃專屬鑽探船,到2003年9月共實施了111個航次(第100航次到第210航次)的調查,行程355781海裡,足跡遍布全球各大洋,在669個站位鑽了1797個鑽孔,取心總數為35772個(取心長度總和35772米)。2004年,大洋鑽探計劃為綜合大洋鑽探計劃所取代,「喬迪斯·決心號」繼續為綜合大洋鑽探計劃服役至今。