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國際團隊鉆取最深地幔巖石,揭示地球內部奧秘

2024-08-16科學

近日,一個由國際科研團隊組成的探險隊在大西洋中部取得了人類歷史上最深的地幔巖石樣本。透過向海床深處鉆探,這支團隊從地幔中成功采集到一段長達1268米的幾乎不間斷的巖石樣本。這一壯舉為科學界提供了前所未有的機會,幫助研究人員深入了解地球內部的活動及其與地表和大氣之間的復雜相互作用。

地球由多個層次構成,包括地殼、地幔和地核。地殼是地球最外層的固體外殼,而地幔則是位於地殼之下、占據地球體積80%以上的厚重內層。盡管科學家們長期以來一直致力於研究地幔,但迄今為止,他們只能透過地幔的碎片進行研究。這次在大西洋中部取得的深度樣本,標誌著科學界首次接觸到如此完整的地幔材料,為進一步研究地球的形成和演變提供了關鍵數據。

這次鉆探行動發生在大西洋中脊火山活躍區附近的亞特蘭蒂斯山脈。這個地區因其獨特的地質活動而聞名,在這裏,地幔部份不斷向上升起,並與海水接觸,導致了大量火山的形成。當海水滲透到地幔深處時,溫度的升高促使產生甲烷等化合物,這些化合物透過熱液噴口釋放到海洋中,為深海微生物提供了豐富的能量來源。這樣的環境為科學家提供了一個理想的研究平台,能夠更好地理解地幔物質如何與其他地球系統進行互動。

這次鉆探任務是由國際大洋發現計劃(IODP)組織的,該計劃是一項國際合作的海洋研究專案,旨在利用遠洋研究平台從海底回收沈積物和巖石樣本,並監測海底環境,從而探索地球的歷史和動態。此次鉆探任務使用的是大洋鉆探船「喬迪斯決心號」(JOIDES Resolution),這艘船在地球科學研究領域享有盛名,是獲取地球深層樣本的重要工具。

來自英國、美國、中國和日本等多個國家的研究人員參與了此次行動。英國南安普頓大學的海洋地質學家羅莎琳德科貢(Rosalind Coggon)表示,這次考察的成功標誌著一個「夢幻般的裏程碑」。她強調,大洋鉆探是目前唯一能夠獲取地球深層內部樣本的途徑,而這些樣本對理解我們星球的形成和演變至關重要。

然而,隨著這項為期十年的IODP專案接近尾聲,科學家們對於未來的研究前景表示擔憂。「喬迪斯決心號」即將退役,而美國國家科學基金會也已宣布無法繼續承擔每年7200萬美元的船舶執行費用,這意味著未來可能會有一段長時間的空窗期,無法進行更多的後續研究。

初步分析顯示,從新樣本中獲取的資訊具有重大意義。科學家們發現,樣本中輝石礦物的含量顯著低於預期。這一發現表明,這部份地幔在過去曾經歷過顯著的熔融過程,導致輝石的耗盡。研究團隊希望透過進一步的研究,能夠重建這一熔融過程,從而揭示地幔的演化機制。

這次深層巖石樣本的成功鉆取,不僅為地球科學研究提供了寶貴的實物資料,還揭示了地球內部復雜的地質過程。科學家們將利用這些樣本,探索地幔的物質組成、熔融歷史以及與地殼和地核之間的相互作用。透過這些研究,科學家們希望能進一步解開地球演化的奧秘,並為理解其他行星的形成提供重要的參考。

盡管面臨著未來研究計劃的不確定性,科學界對於這一壯舉的意義毫不懷疑。這些樣本將成為未來幾年中許多重要研究的基礎,有助於推進我們對地球內部動態的理解。科學家們將繼續努力,尋求新的資源和技術支持,以確保未來的地球深層研究能夠持續進行。