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“决心号”大洋钻探:打穿地球壳幔边界进程近半
关键字: 决心号决心号大洋钻探决心号不眠夜“决心号”打穿地球壳幔边界进程近半大洋钻探决心号在西南印度洋钻探作业入夜的西南印度洋,月朗星稀,万顷波涛湮没在无边的黑暗中,唯有“决心”号上灯火通明,上千米长的钻杆不停地旋转,悬挂在钻塔中间的升降补偿器,随着起伏的波涛缓缓移动,发出巨大轰鸣声。
1月16日夜晚,美国、英国、中国等12国科学家参加的大洋钻探项目——旨在打穿地球壳幔边界,进行过程十分艰难。钻探进入400米后,随着钻孔越来越深,钻机故障频发,已损坏3个钻头。为了尽快越过故障多发地带,“决心”号采用了力量更大的三牙轮钻头连续向下钻进而不取芯。目前,钻孔深度已突破600米,并恢复了正常取芯。
这次的目标是在西南印度洋中脊打一口1300米深的钻井,为人类打穿壳幔边界打下基础,现在进程已近半。科学家将西南印度洋中脊“亚特兰蒂斯浅滩”作为理想的钻探地点,是因为这里相对比较薄;而且近年来关于超慢速-慢速扩张洋中脊是地学领域最前沿的。洋中脊是地壳最薄的地方,慢速扩张洋中脊附近更薄,远小于正常洋壳7km左右的厚度。
再次钻取后,得到一管管来自海底的灰黑色岩芯,科学家们倍感振奋。在灯火通明的“决心”号岩芯甲板和各个实验室,他们按专业分成岩芯描述组、地球化学组、岩石物理组、古地磁组和微生物组,日夜轮流值守在岩芯的周围,描述、分析与研究。
来自中国科学院地质与地球物理研究所的刘传周和同济大学海洋地质国家重点实验室的马强,分别在火成岩和变质岩的岩芯描述组。
近半个多世纪来,地球科学取得了一系列辉煌成就,无不与大洋钻探这一科学研究手段相关。科学大洋钻探计划是地球科学领域迄今规模最大、影响最深、历时最久的大型国际合作研究计划,先后有3艘专用的深海钻探船为其服务,即“挑战者”号、“决心”号和“地球”号。
通过研究岩芯中的微生物,探寻地壳和含水的地幔中是否存在生命以及生命的极限,是本次大洋钻探的重要科学目标。美国微生物学家弗吉尼亚·埃奇库姆和贾森·西尔万已经从岩芯中采集了很多微生物样品,并将与中国国家海洋局第三海洋研究所的曾湘等人合作,深入研究地壳深处的微生物资源和海底岩层里微生物的多样性。
美国伍兹霍尔海洋研究所的亨利·迪克表示,针对海洋的科学研究需要全世界的科学家一起探索,中国科学家已经成为这个团队的重要组成部分。
1月16日,在“决心”号大洋钻探船上,中国同济大学海洋地质国家重点实验室的马强博士输入岩芯数据。
美国微生物学家弗吉尼亚(右)和杰森分析微生物样品
科学家工作现场
科学家提取的微生物样品
“决心号”大洋钻探船的夜晚
“决心号”大洋钻探船
2015年12月5日,搭载着来自美国、英国、中国等12个国家共30名科学家的美国“决心”号钻探船,驶向西南印度洋,开展打穿地球壳幔边界的第一次大洋钻探。这是国际大洋发现计划的第360航次,其目标是在西南印度洋中脊打一口1300米深的钻井,为今后人类钻穿壳幔边界打下基础。
乔迪斯·决心号是大洋钻探计划以及综合大洋钻探计划中所使用的一艘钻探船。该船原名为“Sedco/BP 471号”,是美国Sedco公司和英国石油公司所属的一艘商用石油勘探船。后改装供大洋钻探计划使用,改名为“乔迪斯·决心号”。“乔迪斯”音译自地球深部取样海洋研究机构联合体(Joint Oceangraphic Institutions Deep Earth Sampling)的英文简称JOIDES,“决心”(Resolution)是为了纪念18世纪英国著名探险家詹姆斯·库克率领“HRM Resolution号”探索太平洋与南极地区的冒险精神。
“乔迪斯·决心号”钻探船总排水量9050吨,船长度143m,宽度21m,钻塔高61.5m,能操作9150m钻杆柱,其钻探能力为9150m,钻探最大水深8235m,海底下最大钻探深度为4000m左右。与先前的“格罗玛·挑战者号”相比,“乔迪斯·决心号”功率更大,稳定性更好,钻进深度更深。船上装备有12个用于动力定位的强劲推进器和提升能力达400吨的世界上最大的升降补偿装置。该船还拥有1400平方米的七层实验室,可供沉积学、岩石学、古生物学、地球化学、地球物理学等方面的分析研究。
“乔迪斯·决心号”从1985年开始成为大洋钻探计划专属钻探船,到2003年9月共实施了111个航次(第100航次到第210航次)的调查,行程355781海里,足迹遍布全球各大洋,在669个站位钻了1797个钻孔,取心总数为35772个(取心长度总和35772米)。2004年,大洋钻探计划为综合大洋钻探计划所取代,“乔迪斯·决心号”继续为综合大洋钻探计划服役至今。
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- 责任编辑:朱敏洁
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