北京時間3月29日消息,一個由英國科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的小組正計劃執(zhí)行一項空前的鉆探計劃:打穿地殼,首次直接獲取地幔物質(zhì)樣品。這種想法可能比不上凡爾納小說中的《地心游記》,但是確實已經(jīng)達(dá)到了我們目前能力的極限。
這項工程將面臨艱巨的技術(shù)和資金挑戰(zhàn),因為這意味著他們必須在茫茫大洋上向下進(jìn)行鉆探,打穿5英里(8公里)厚的海床地層,并克服高達(dá)近300攝氏度的地下高溫。
并且一旦抵達(dá)地幔層附近,鉆頭部位將面臨巨大的壓力,此處的壓強(qiáng)高達(dá)每平方英寸400萬磅,約相當(dāng)于每平方厘米的面積上要承受28萬公斤的壓力。
科學(xué)家們希望借助這一項目,他們能夠?qū)崿F(xiàn)地幔取樣,并帶回地面進(jìn)行分析,以便能更多的了解地球的性質(zhì)和起源。
這項冒險的計劃非常容易讓人想起1959年拍攝的科幻電影《地心游記》。在這部電影中,一支由帕特伯恩(Pat Boone)率領(lǐng)的探險家小隊從冰島的火山口進(jìn)入,一直向下,抵達(dá)了地球深處。
當(dāng)然,現(xiàn)實版的《地心游記》不可能真正抵達(dá)地心,而只能勉強(qiáng)抵達(dá)地幔層。這是一層巨厚的圈層,厚度達(dá)2800多公里,將地殼和地核分隔開來。不過盡管我們似乎只是鉆探了一點皮毛,但卻已經(jīng)是人類歷史上首次抵達(dá)地幔的深度。
這項計劃是最近由南漢普頓的英國國家海洋研究中心戴蒙蒂戈(Damon Teagle)博士,以及法國蒙貝利耶大學(xué)(Montpellier University)的貝諾特伊得馮斯(Benoit Ildefonse)博士宣布的。
之所以他們對直接獲取地幔物質(zhì)那么感興趣,是因為地幔是地球最大的巖石圈層,因此很可能提供很多有關(guān)地球巖石圈的關(guān)鍵信息。業(yè)內(nèi)的很多專家甚至將地幔樣品和阿波羅計劃取回的月壤樣品相提并論,因為它們都能為我們提供有關(guān)我們過去歷史的線索。這樣的鉆探過程還能告訴我們更多有關(guān)莫霍面性質(zhì)的信息,并幫助解答地震為何,以及如何發(fā)生的問題。莫霍面是地殼和地幔圈層之間的分界面。
蒂戈博士認(rèn)為,地球上最容易向地幔進(jìn)軍的地區(qū)是大洋深處,因為這里的地殼層相對較薄,便于盡快抵達(dá)地幔層。
這一項目面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)是巨大的,顯而易見的。鉆頭在鉆進(jìn)過程中將無法配備并行的上升管,這是一項鉆探工作中常見的安全保護(hù)措施,用以排出地下可能存在的危險氣體。
另外,一旦取得樣品,還必須設(shè)法將海水壓入鉆出的孔中,必須施以足夠大的壓力,以便使樣品能被被順利提升上來。
在此之前,人們也曾實施過向地幔鉆探的計劃,如1960年代的莫霍面計劃(Project Mohole),只是后來因為組織不力和資金問題而宣告失敗。
人們之前對于地球內(nèi)部樣品的獲取和分析只能依靠間接的途徑,如火山爆發(fā)時噴出的巖漿等等。
蒂戈博士和他的小組現(xiàn)在正在進(jìn)行積極的選址和其他準(zhǔn)備,他們希望在太平洋上找到一處合適的地點,并計劃在2018年前完成各項準(zhǔn)備工作。
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