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想揭晓地球生命起源及未来命运,科学家想到了海洋深渊钻探

科普小知识2022-01-05 19:41:57
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一组科学家航行到新西兰南部水域,调查恐龙灭绝的重要线索,并试图预测地球的未来发展。

想揭晓地球生命起源及未来命运,科学家想到了海洋深渊钻探

科普斯说:“通过海底钻探活动,我们可以了解行星是如何在行星尺度上演化的。事实上,这是一个关于地球生命起源的基本问题,这项研究可以扩展到任何星球。”

新浪科技新闻,北京时间3月25日,据国外媒体报道,近日,一组科学家航行到新西兰南部海域,调查恐龙灭绝的重要线索,并试图预测地球的未来发展。

他们试图通过钻探地壳、收集南太平洋海底沉积物和古代岩石的样本来发现地球历史事件的奥秘。基于这些样本,科学家们正在探索一些最长期和最紧迫的问题:恐龙灭绝后发生了什么?当地球急剧变暖或变冷时,生命形式会发生什么?几百万年的地球历史能告诉我们地球的未来发展吗?

海洋深渊可能揭示地球之谜

俄勒冈州立大学海洋地质学教授安东尼·科珀斯解释说,海洋演化、地球环境和气候记录保存在海洋沉积物中。

海底沉积物钻探可能会接触到海洋地壳。kops说钻入海洋地壳的一个优点是它大约有7千米厚,而大陆地壳的厚度是海洋地壳的几倍。海底钻探可以在邻近的地幔区域收集样本。

科普斯说:“通过海底钻探活动,我们可以了解行星是如何在行星尺度上演化的。事实上,这是一个关于地球生命起源的基本问题,这项研究可以扩展到任何星球。”

从20世纪50年代末到60年代初,美国通过“莫霍计划”在地壳底部钻探,开始了海洋钻探的科学研究。当时,钻探活动没有到达地壳,最大深度为183米。2019年,日本的海洋探测船“九洲”的最大深度将达到3250米。

目前,钻探上地幔的计划仍有很长的路要走,但kops强调,我们不应沉迷于钻探深度的“数字游戏”。在海底钻深孔并不是人们关注的焦点,对海底沉积物中物质的深入分析可能会揭示地球的一些历史之谜。

海洋钻探可以为板块构造理论(构成地球岩石外层的板块运动)提供证据,揭示北极在古代曾处于亚热带气候。冰冻的甲烷水合物,易燃冰,存在于北极海底。此外,一些神秘的微生物可能隐藏在海底深处。

海上钻井引发的问题多于答案。

科普斯说:“我们只在海底地壳非常浅的区域钻探。在过去的50年里,我们逐渐有了新的认识,但事实上,在海洋钻探过程中,问题远多于答案。”

目前,kops和海洋钻探团队正在为真正的科学突破奠定基础,这也是每个古海洋学家梦寐以求的科学发现!几十年来,具有41年海上钻井历史的石油钻井船“JOIDES Resolution”一直是深海钻井活动的主要船只。

为了开展国际海洋勘探计划(IODP)的研究,“地球观测卫星决议”的最后一项任务是航行到新西兰南部的坎贝尔高原水域。在118名船员中,有罗格斯大学海底沉积物科学家、博士后劳拉·海因斯和哈佛大学物理学家伊丽莎白·西伯特。

海恩斯说:“在乔德斯决议号上航行是每个古代海洋学家的梦想。近10年来,我们一直期待着这个机会!”

一周工作7天,一天工作12小时,一天工作60天,这对30名海洋科学家来说不是一次轻松的航行。IODP计划的科学服务部主任布拉德·克莱门特说:“我们的海洋勘探一直没有中断。这次航行没有港口停靠,工作人员没有饮酒,钻井工作是全天候的。9.5米长的海底岩心样品被立即带到地面进行研究和分析,然后岩心被垂直分析并储存在冰箱中以供进一步研究和使用。”

Kops表示,这艘海洋勘探船可以在两个月内钻探大约7公里的海底沉积物。幸运的是,我们能够钻透1公里厚的最坚硬的地壳层。

研究小组能够钻入海底地壳足够深的地方,找到从古新世到始新世最大量热量的可靠证据,这是一个发生在大约5550万年前的全球变暖事件。“这是理解人类活动引起的气候变化的最佳分析数据。这次海洋调查的计划包括:了解地球上的生命如何对重大的全球变化做出反应,例如全球变暖或变冷,以及物种的大规模灭绝。

据报道,伊丽莎白参加了一项关于恐龙灭绝的研究。该研究报告将于今年上半年发表。研究报告中的数据基于2012年从海底采集的岩心样本。这项研究发现了可靠的证据,证明6600万年前小行星与现在墨西哥的尤卡坦半岛相撞,导致恐龙灭绝。

长期计划

目前,海洋钻探活动仍存在许多问题,如二氧化碳如何与海底地幔层相互作用。了解这一点将有助于研究未来海洋地壳在碳隔离中的作用。

在IODP为未来30年计划的科学项目中,一个是探索地球海洋的深度,目标之一是探测器到达上地幔层。根据kops的评估,钻穿7公里厚的地壳需要一年多的时间。与此同时,夏威夷岛附近几个钻探地点的选择仍然迫切需要讨论。

克莱门特解释说,最大的挑战是在海底钻井时温度和压力非常高。每当钻杆被拉出海底,钻孔就会自动关闭。我们需要10-20年才能掌握深海海底钻探技术。

西伯特指出,研究小组非常乐意研究6600万年前恐龙灭绝的“重置按钮”之后开始的新生代证据,以及始新世-渐新世界线,以分析何时冰盖成为南极洲的永久特征。我们发现了一些未曾预料到的重要发现。如果你在海里钻井,你永远不知道你会得到什么样的发现,直到这些发现出现在调查船上。(叶青城)

原标题:深海钻探:揭示地球生命的起源和未来命运