印度洋远征再续60年计划

工人安装大型钻机。照片来源:j . baylor Roberts/国家地理/Getty images

“科幻小说之父”儒勒·凡尔纳(Jules verne)应该会对这个计划产生共鸣:钻穿数千米的地壳岩石，到达海底，进入更致密的下地幔。这是近60年前板块构造运动全面展开时设想的经典地质任务之一。从那以后，许多人试图完成任务，但一个接一个地失败了。然而，本月开始的探险队再次接受了这一挑战。

12月初，钻井船“乔迪斯决心号”离开斯里兰卡的科伦坡，前往印度洋西南部一个名为亚特兰蒂斯浅滩的地方。在那里，它将放下一个钻头，试着在1.5公里的岩石中旋转，并在行进中收集岩心样本。如果一切顺利，未来的勘探——尚未安排或资助——将再次返回并完成地幔的钻探。

一般来说，壳幔边界被认为具有莫霍面的特征。在这个界面上，地震波改变速度。在亚特兰蒂斯浅滩，地幔被认为在莫霍面上方2.5公里处沸腾，使得它更容易到达。

伍兹霍尔海洋研究所的地球物理学家、探险队的联合队长亨利·迪克说，触摸地球深处的这些未知区域“是本世纪最伟大的科学事业之一”。

莫霍面位于大陆以下30 ~ 60公里。然而，在海洋中，它离船载钻井设备足够近。在名为“缓慢扩张山脊下的莫霍面”的钻探计划中，迪克希望接触亚特兰蒂斯浅滩的壳幔过渡带，然后有一天乘坐最先进的日本船只返回，接触5公里或更远的莫霍面。在这个过程中，科学家们旨在回答一些关于地球的深刻问题，比如熔融岩石如何从内部冒出并冷却形成覆盖地球表面五分之三的海洋地壳。法国蒙彼利埃大学的地质学家Benoit Ildefonse说，如此深的洞“将成为探索我们从未见过的东西的窗口”。

科学家在20世纪中期首次尝试触摸莫霍面。20世纪60年代，美国科学家领导的“莫霍计划”在墨西哥达卢佩岛附近的海底钻探。该项目仅深达183米，但由于支出急剧增加，最终被国会扼杀。然而，莫霍面计划催生了一系列海洋钻探科学项目，这些项目从世界各地数百个地方提取岩心。通过获得几百万年前的沉积物记录，它们提供了大陆如何分离的线索，并有助于发现深海底部的微生物，从而彻底改变地球科学。

"我们生活在这个地球上，应该知道一些地下发生的事情."沃尔特·芒克是加利福尼亚斯克里普斯海洋学研究所的海洋学家，他在1957年的一个鸡尾酒会上和同事们一起构思了莫霍面计划，他说。他对科学海洋钻探的总体成功感到满意，但仍希望看到地幔出现缺口。

先前的探索已经接近地幔。从2002年到2011年，在东太平洋的一个地方钻了4个孔，成功地接触到了细颗粒的脆性岩石。地质学家认为这些岩石正在冷却莫霍面上方的岩浆。然而，钻头并没有穿透这些坚硬的岩层。2013年，附近赫斯深渊的钻探者发现他们也被坚硬的地壳岩石所限制。

迪克和他的同事瞄准的是印度洋海脊，而不是东太平洋，那里的火山岩浆较少充满海底，因此需要钻透的坚硬岩石相对较少。在亚特兰提斯浅滩，构造力量将海床抬升到仅低于海浪700米的地方。

迪克知道有可能达到最初的1.5公里目标，因为他以前做过。1997年，迪克带领探险队到达亚特兰蒂斯浅滩，并在灾难发生前到达这个深度。然而，管道在强风中突然断裂，并在穿过穿孔向下盘旋时被堵塞。“我们将确保这一次不会发生。”

在这个过程中，研究人员不仅希望探索地质学，还希望探索生物学。地质测绘显示，海水可能渗透到亚特兰蒂斯浅滩以下数千米处，引发化学反应，使岩石变成蛇纹石。这些反应产生甲烷，这种气体通常被海底微生物用来获取能量。“若尔迪斯决议”号上的伍兹霍尔海洋研究所微生物学家弗吉尼亚·埃德库姆说，船上的科学家将研究核心中的微生物。

“莫霍面下部缓慢扩张”计划的第一阶段将于明年1月30日结束。如果钻探顺利进行，迪克希望在登上“乔迪决心号”返回后能到达3000米的深度。从那以后，他和他的同事希望在项目的第三阶段使用日本钻探船“地球”一直钻探到莫霍。地球是10年前为在西太平洋钻探莫霍面而建造的。然而，技术挑战和缺乏财政支持阻止了这一切的发生。然而，“地球”有能力钻到6000米的深度，并最终使地质学家实现他们已经存在了近60年的梦想。(宗华)

《中国科学日报》(2015-12-09第三版国际版)

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