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“地球化學(xué)儲庫” — 地幔有多少未解之謎

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-12-28 01:30:33  來源:科技日報(bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  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(xué)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(biāo)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(jì)劃提出的科學(xué)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(xué)問題,無不與地幔息息相關(guān)。

  上世紀(jì)六十年代以來,板塊構(gòu)造學(xué)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(xué)家就能把地球上看似雜亂無章的地質(zhì)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(gòu)造學(xué)說揭示了地球的表殼巖石圈被裂解為若干巨大的板塊,堅(jiān)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(yùn)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(zhì)上涌,冷凝成新的大洋巖石圈,導(dǎo)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(dǎo)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(guān)閉,也導(dǎo)致了種種地質(zhì)構(gòu)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(dú)一無二的“生理機(jī)制”。板塊構(gòu)造學(xué)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(xì)節(jié)、活動機(jī)制等問題,仍需要各國科學(xué)家凝心聚智,共同尋求答案。

  迄今,科學(xué)家關(guān)于地幔結(jié)構(gòu)和功能的認(rèn)識,大多來源于用地震波等方式進(jìn)行的地球物理測量,或?qū)Σ煌蛱⒈┞冻鰜淼牡蒯r石進(jìn)行樣品分析。1957年,美國地質(zhì)學(xué)家曾提出雄心勃勃的“莫霍計(jì)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(jì)劃最終沒有實(shí)現(xiàn)“莫霍孔”的目標(biāo),但提供了一種新穎直接的研究地球科學(xué)思路,并大大促進(jìn)了深海鉆探技術(shù)進(jìn)步。目前正在執(zhí)行的國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃正是起源于此。

  半個多世紀(jì)以來,全世界的地球科學(xué)家從未放棄過探尋莫霍面、“觸摸”地幔的科學(xué)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(gòu)造窗口,科學(xué)家再一次朝著科學(xué)夢想進(jìn)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。

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