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日本在8000米深的海底鑽探,挖出37米長東西,究竟有什麼目的?
2021/12/30
2021/12/30

近日,日本科學家創造了海洋鑽探最深的紀錄,他們鑽入水深為8023米的海底,在海床上進行鑽探,挖出了一個長度為37米的沉積物核心。那麼,日本科學家為什麼要在深海的海底進行鑽探呢?他們有什麼目的呢?

地球內部由三層結構組成,最上層是厚度為5到70公里的地殼,中間層是厚度為2890公里的地幔,地殼和地幔之間的分介面被稱為莫霍介面,中心是厚度為3400公里的地核。上個世紀80年代,為了打穿地殼,研究地球深處的地幔,蘇聯科學家在陸地上鑽出了一個當時地球上最深的洞,深度達到了12262米,如今還是位列第三。

在海洋的最底部,也是地殼的一部分,即海洋地殼。由于海洋本身就有深度,最深的馬裡亞納海溝達到11000米,平均深處為3700米,而且海洋地殼結構只有玄武岩一層,所以海洋地殼要比大陸地殼薄很多,一般只有5到10公里。

上個世紀60年代,美國曾進行過「莫霍計畫」,他們在3600多米的深海中進行鑽探,想要挖穿地殼進入地幔。但由于深海鑽探要面臨巨大水壓和複雜海況的考驗,該計畫並沒有取得成功。

進入21世紀後,日美牽頭啟動了綜合大洋鑽探計畫(IODP),日本為此專門建造了一艘世界最大的深海鑽探船——地球號,它在理論上可以在海底鑽入7公里的深地方。雖然地球號的鑽探深度遠不如柯拉超深鑽孔,但由于海洋地殼較薄,這艘船能夠鑽透地殼,直達地幔。

在2012年,地球號在7740米的海底進行鑽探,創下了當時深海鑽探的世界紀錄。此前的紀錄是美國的格羅瑪·挑戰者號在43年前創造的,它曾在馬裡亞納海溝中深度為7050米的地方進行鑽探。

在2016年,日本又建造了一艘新的鑽探船——海明號。它的總長度為100.5米,寬度為20.5米,載重量為2944噸,吃水6米。如今,海明號在日本海溝進行了更深的鑽探,打破此前的紀錄。

海明號把一個鑽頭放入太平洋中,一直下沉到8公里深的地方。在地面上,8公里很近,開車就十幾分鐘的時間。但鑽頭沉入深海不是一件容易的事情,該鑽頭耗費將近三小時才到達海底。

鑽頭在深度為8023米的海床上開挖,最終采出了37.7米長的沉積物岩芯,這意味著最深的海底樣品來自于海平面以下8060.7米。那麼,挖出這麼深的海底岩石有什麼作用呢?

雖然地球是生命的綠洲,但在過去的45億年間,地震、火山爆發、海嘯不斷地改變著地球上的生命。過去的生命活動、氣候變化和地殼運動都被保存在化石之中,如果能夠鑽入地球深處,獲取樣本和資料,我們就能了解到地球深處的能量是如何影響海洋生物、海底資源和全球氣候變化的。

此次海明號的鑽探點位于10年前日本9.1級大地震震中附近,那裡的深海沉積物中有望保存更古老的地震細節。日本海溝是環太平洋火山帶的一部分,火山活動和地震十分頻繁,地球上大約17%的大地震發生于此。

這一地區數百萬年來一直遭受大地震的破壞,但科學家不確定頻率和強度。通過此次深海鑽探,科學家希望能夠進一步了解該區域的地震史,進而預測未來可能到來的大地震。




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