作者:张建松 来源:新华社 发布时间:2015/12/28 10:00:13
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地球化学储库:地幔有多少未解之谜



    组图为“决心”号电镜下的西南印度洋中脊“亚特兰蒂斯浅滩”辉长岩结构(12月26日摄)。当日,“决心”号大洋钻探船在西南印度洋中脊“亚特兰蒂斯浅滩”新钻取的岩芯主要为辉长岩。辉长岩是一种粗粒结晶结构的岩浆岩,主要由单斜辉石和斜长石组成,此外还可有角闪石、橄榄石等成分。辉长岩是深部洋壳的代表性岩石之一。新华社记者 张建松摄

新华社“决心”号12月27日电 (记者张建松)地幔堪称最大的“地球化学储库”,但迄今,人类尚未能直接从地幔取样,因此对其知之甚少。目前,“决心”号大洋钻探船正在西南印度洋中脊海域开展的大洋钻探,最终目标就是钻穿地壳,“触摸”地幔。

神秘而庞大的地幔充满了许多未解之谜。在2013-2023年度的国际大洋发现计划提出的科学挑战中,地球深部过程及其对地表环境的影响等一系列科学问题,无不与地幔息息相关。

上世纪六十年代以来,板块构造学说的确立,使得地球表面看似分布无序的高山深海,变得有条有理。辅之以古环境的深入研究,科学家就能把地球上看似杂乱无章的地质事件,串成一段段因果分明、环环相扣的完整历史。

板块构造学说揭示了地球的表壳岩石圈被裂解为若干巨大的板块,坚硬的岩石圈板块“驮伏”在塑性软流圈之上,横跨地球表面发生大规模运动。板块与板块之间,或相互分离,或相互聚合,或相互平移。

在分离处,软流圈地幔物质上涌,冷凝成新的大洋岩石圈,导致板块增生。在聚合处,大洋板块俯冲至相邻板块之下,返回地幔,导致板块消亡。板块及其相互作用激起地震和火山活动,带动大陆漂移和大洋盆地的张开与关闭,也导致了种种地质构造作用。

在太阳系中,人类居住的地球拥有其他星球所没有的、独一无二的“生理机制”。板块构造学说比较成功地回答了“地球是怎么活动的”问题,但对于地球活动的具体过程和细节、活动机制等问题,仍需要各国科学家凝心聚智,共同寻求答案。

迄今,科学家关于地幔结构和功能的认识,大多来源于用地震波等方式进行的地球物理测量,或对不同原因抬升、暴露出来的地幔岩石进行样品分析。1957年,美国地质学家曾提出雄心勃勃的“莫霍计划”,在地球上打一口深井,钻穿地壳,一直钻到莫霍面,取一些样品直接看看。虽然这一计划最终没有实现“莫霍孔”的目标,但提供了一种新颖直接的研究地球科学思路,并大大促进了深海钻探技术进步。目前正在执行的国际大洋发现计划正是起源于此。

半个多世纪以来,全世界的地球科学家从未放弃过探寻莫霍面、“触摸”地幔的科学梦想。如今,在西南印度洋中脊一处名为“亚特兰蒂斯浅滩”的理想构造窗口,科学家再一次朝着科学梦想进发,正夜以继日地钻探、钻探、再钻探。截至目前,“决心”号已向海底钻探近300米。

 
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