原標題:“地球化學儲庫” — 地幔有多少未解之謎
組圖為“決心”號電鏡下的西南印度洋中脊“亞特蘭蒂斯淺灘”輝長巖結構(12月26日攝)。當日,“決心”號大洋鉆探船在西南印度洋中脊“亞特蘭蒂斯淺灘”新鉆取的巖芯主要為輝長巖。輝長巖是一種粗粒結晶結構的巖漿巖,主要由單斜輝石和斜長石組成,此外還可有角閃石、橄欖石等成分。輝長巖是深部洋殼的代表性巖石之一。新華社記者 張建松攝
新華社“決心”號12月27日電 (記者張建松)地??胺Q最大的“地球化學儲庫”,但迄今,人類尚未能直接從地幔取樣,因此對其知之甚少。目前,“決心”號大洋鉆探船正在西南印度洋中脊海域開展的大洋鉆探,最終目標就是鉆穿地殼,“觸摸”地幔。
神秘而龐大的地幔充滿了許多未解之謎。在2013-2023年度的國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃提出的科學挑戰(zhàn)中,地球深部過程及其對地表環(huán)境的影響等一系列科學問題,無不與地幔息息相關。
上世紀六十年代以來,板塊構造學說的確立,使得地球表面看似分布無序的高山深海,變得有條有理。輔之以古環(huán)境的深入研究,科學家就能把地球上看似雜亂無章的地質事件,串成一段段因果分明、環(huán)環(huán)相扣的完整歷史。
板塊構造學說揭示了地球的表殼巖石圈被裂解為若干巨大的板塊,堅硬的巖石圈板塊“馱伏”在塑性軟流圈之上,橫跨地球表面發(fā)生大規(guī)模運動。板塊與板塊之間,或相互分離,或相互聚合,或相互平移。
在分離處,軟流圈地幔物質上涌,冷凝成新的大洋巖石圈,導致板塊增生。在聚合處,大洋板塊俯沖至相鄰板塊之下,返回地幔,導致板塊消亡。板塊及其相互作用激起地震和火山活動,帶動大陸漂移和大洋盆地的張開與關閉,也導致了種種地質構造作用。
在太陽系中,人類居住的地球擁有其他星球所沒有的、獨一無二的“生理機制”。板塊構造學說比較成功地回答了“地球是怎么活動的”問題,但對于地球活動的具體過程和細節(jié)、活動機制等問題,仍需要各國科學家凝心聚智,共同尋求答案。
迄今,科學家關于地幔結構和功能的認識,大多來源于用地震波等方式進行的地球物理測量,或對不同原因抬升、暴露出來的地幔巖石進行樣品分析。1957年,美國地質學家曾提出雄心勃勃的“莫霍計劃”,在地球上打一口深井,鉆穿地殼,一直鉆到莫霍面,取一些樣品直接看看。雖然這一計劃最終沒有實現(xiàn)“莫霍孔”的目標,但提供了一種新穎直接的研究地球科學思路,并大大促進了深海鉆探技術進步。目前正在執(zhí)行的國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃正是起源于此。
半個多世紀以來,全世界的地球科學家從未放棄過探尋莫霍面、“觸摸”地幔的科學夢想。如今,在西南印度洋中脊一處名為“亞特蘭蒂斯淺灘”的理想構造窗口,科學家再一次朝著科學夢想進發(fā),正夜以繼日地鉆探、鉆探、再鉆探。截至目前,“決心”號已向海底鉆探近300米。
(來源:科技日報)