2日，美國“決心”號鉆探船?？吭谒估锾m卡科倫坡港口
打超深鉆井，鉆穿地殼，直接“觸摸”到地殼與地幔的邊界，這是全世界地球科學(xué)家的理想。美國、英國、中國等12個國家的30名科學(xué)家已登上美國“決心”號鉆探船，準(zhǔn)備在西南印度洋開展打穿地球殼幔邊界的第一次大洋鉆探。
這是國際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃的第360航次，也是名為“SloMo”計(jì)劃的第一個航次。“SloMo”是“慢速擴(kuò)張脊下地殼和莫霍面的性質(zhì)”縮寫。該計(jì)劃致力于在人類歷史上首次鉆穿殼幔邊界，以檢驗(yàn)“在慢速、超慢速擴(kuò)張脊下方的莫霍面代表了地幔的蝕變邊界”的假說。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所劉傳周研究員、同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周懷陽教授、課題組成員馬強(qiáng)博士等人全程參加。
莫霍面是以地震學(xué)家莫霍洛維奇命名的地殼與地幔的分界面。在這一界面，地震波的縱波和橫波傳播速度明顯增加。傳統(tǒng)的理論認(rèn)為：大洋下地殼由輝長巖組成，與地幔之間被莫霍面分開。
但最新的假說認(rèn)為：在慢速或超慢速擴(kuò)張洋脊下方，地震波很難準(zhǔn)確反映出下洋殼內(nèi)部的巖性變化。因?yàn)?，海水滲入到地幔后，與橄欖巖發(fā)生反應(yīng)，橄欖巖在反應(yīng)過程中降低了地震波速，變得和下洋殼輝長巖的地震波速相近。因此，莫霍面也可能是蝕變的橄欖巖和未蝕變的橄欖巖之間的界面，而不是殼幔邊界。
為檢驗(yàn)上述假說，在今后兩個月，科學(xué)家將乘坐“決心”號前往南緯32度、東經(jīng)57度附近的西南印度洋中脊海域，鉆一個1300米深的鉆孔。在后續(xù)計(jì)劃中，科學(xué)家還將乘坐鉆探能力比“決心”號更強(qiáng)的日本“地球”號，把這一鉆孔加深至3000米，最終打穿殼幔邊界。新華社
特寫 探尋神秘的莫霍面
藍(lán)色的“決心”號靜靜地?？吭谒估锾m卡科倫坡港口，在船上的小會議室里，來自美國、英國、中國等12個國家的30名科學(xué)家濟(jì)濟(jì)一堂，討論即將奔赴西南印度洋開展的大洋科學(xué)鉆探。
1910年，地震學(xué)家莫霍洛維奇通過觀測地震波在地球內(nèi)部的傳播情況，率先提出地球的地殼和地幔之間存在一個不連續(xù)的分界面。人們將這一殼幔分界面稱為“莫霍洛維奇不連續(xù)面”,簡稱“莫霍面”.
神秘的莫霍面到底是由什么物質(zhì)組成的？這一謎題吸引了無數(shù)地球科學(xué)家的好奇心。早在1957年，美國地質(zhì)學(xué)家就曾提出“莫霍計(jì)劃”,在地球上打一口深井，鉆穿地殼，一直鉆到莫霍面，取一些樣品直接看看。由于地球上的洋殼比陸殼薄得多，該計(jì)劃選擇在深海大洋里打鉆。
“人們對頭頂?shù)奶炜粘錆M好奇，對腳踩的大地卻知之甚少，研究手段也十分有限。打穿洋殼，進(jìn)入莫霍面，是我們長久以來的夢想。”美國伍茲霍爾海洋研究所的亨利·迪克教授說，“在較薄的洋殼基巖鉆孔非常重要，因?yàn)槟抢锏膸r芯能向我們傳遞地球深處的信息。”
科學(xué)家為此次前往鉆探的地點(diǎn)起了一個非常浪漫的名字--“亞特蘭蒂斯淺灘”.根據(jù)以往的研究，位于西南印度洋中脊、面積約25平方公里的“亞特蘭蒂斯淺灘”,是一處研究地球殼幔轉(zhuǎn)化的理想“構(gòu)造窗口”.科學(xué)家曾在“亞特蘭蒂斯灘”成功打過兩個深鉆孔，都獲得了很長的輝長巖剖面。
在即將進(jìn)行的第360航次中，“決心”號將在“亞特蘭蒂斯淺灘”的北部邊緣新鉆一個1300米的孔。新孔將與以前的兩個孔組成一個斷面，以便今后開展橫向的火成巖、變質(zhì)巖與構(gòu)造的層序?qū)Ρ妊芯浚瑱z驗(yàn)洋殼的磁性條帶異常特征，并調(diào)查地球深部的生命活動。 新華網(wǎng)
相關(guān) 地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)
地球內(nèi)部分為三個圈層：地殼、地幔、地核。
地殼是固體地球的最外一圈，主要是由富含硅和鋁的硅酸鹽巖石所組成的硬殼，其范圍從地表到莫霍面。厚度變化較大，大洋地殼較薄，平均厚6公里，最薄處不到5公里；大陸地殼較厚，平均厚35公里，最厚處可達(dá)70公里（我國青藏高原）。
整個地殼平均厚33公里。
地幔位于莫霍面和古騰堡面之間，厚2900公里。以1000公里深度為界，地?？煞譃樯稀⑾碌蒯?。由于隨深度增加溫度升高，地幔大約在離地表100-150公里范圍內(nèi)溫度最高，近于巖石的熔點(diǎn)，處于塑性流動狀態(tài)，稱為“軟流圈”.
從古騰堡面以下至地心部分為地核，厚3473公里。據(jù)推測，地核物質(zhì)由鐵、鎳組成，溫度和壓力非常高，密度大，可達(dá)每立方厘米9.98-13克。
