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海洋深淵鑽探:將揭曉地球生命起源及未來命運

http://finance.sina.com   2020年03月24日 17:53   北京新浪網

1、科普斯說:“通過海底鑽探活動,我們可以在行星尺度上了解行星如何演變,事實上這是一個關於地球生命起源的基本問題,該研究可延伸適用於任何星球。”  1、科普斯說:“通過海底鑽探活動,我們可以在行星尺度上了解行星如何演變,事實上這是一個關於地球生命起源的基本問題,該研究可延伸適用於任何星球。”

  新浪科技訊 北京時間3月25日消息,據國外媒體報道,近期,一支科學家小組乘船來到新西蘭南部海域,他們調查恐龍滅絕的重要線索,並試圖預測未來地球的發展。

  他們試圖通過鑽探地殼揭曉地球歷史事件謎團,採集海底沉積層樣本和南太平洋海底遠古岩石樣本,基於這些樣本,科學家正在探索一些最長期、最緊迫的問題:恐龍滅絕後發生了什麼?當地球急劇變暖或者變冷的時候,生命形式會發生什麼變化?數百萬年的地球歷史能告訴我們未來地球的發展?

  海洋深淵或將揭曉地球謎團

  美國俄勒岡州立大學海洋地質學教授安東尼·科普斯(Anthony Koppers)解釋稱,海洋演變、地球環境和氣候記錄都保存在海洋沉積物中。

  對海牀沉積物進行鑽探可能觸及海洋地殼層,科普斯表示,鑽到海洋地殼的一個優勢是它大約有7公里厚度,而陸地地殼厚度是海洋地殼的數倍,海底鑽探可以在鄰近地幔區域採集樣本。

  科普斯說:“通過海底鑽探活動,我們可以在行星尺度上了解行星如何演變,事實上這是一個關於地球生命起源的基本問題,該研究可延伸適用於任何星球。”

  20世紀50年代末至60年代初,美國通過“莫霍爾計劃(Project Mohole)”在地殼底部進行鑽探,從而開始了海洋鑽探科學研究,當時鑽探活動並未到達地殼,最大深度爲183米。2019年,日本海洋勘測船Chikyu號在海底最大鑽探深度爲3250米。

  目前鑽探上地幔的計劃仍然遙遙無期,但是科普斯強調稱,我們不要沉迷於鑽探深度的“數字遊戲”,鑽探海底深洞並不是關注焦點,對海底沉積層物質的深入分析或將揭曉一些地球歷史謎團。

  海洋鑽探可爲板塊構造理論(構成地球岩石外層的板塊運動)提供證據,揭示北極遠古時期曾處於亞熱帶氣候,北極海底存在冰凍甲烷水合物——可燃冰,此外,海底深處可能隱藏着一些神祕的微生物。

  海洋鑽探產生的問題多於答案

  科普斯說:“我們僅在海底地殼處非常淺的區域進行鑽探,在過去的50年裏,我們逐漸產生新的認識,但實際上,在海洋鑽探過程中產生的問題遠遠多於答案。”

  目前,科普斯和海洋鑽探團隊正在爲實現真實的科學突破奠定基礎,這也是每位古海洋學家夢寐以求的科學發現!幾十年以來,擁有41年海洋鑽探史的石油鑽探船“JOIDES Resolution”號一直是深海鑽探活動的主要船隻。

  爲了進行國際海洋探索計劃(IODP)研究,“JOIDES Resolution”號最後一次任務是航行至新西蘭南部坎貝爾海臺(Campbell Plateau)海域,此次航行的118名工作人員中包括:羅格斯大學海底沉積學家、博士後勞拉·海恩斯(Laura Haynes)、哈佛大學物理學家伊麗莎白·西伯特(Elizabeth Sibert)。

  海恩斯說:“在JOIDES Resolution號上航行是每位古海洋學家夢寐以求的事情,我們一直期待這個機會,差不多已等待10年了!”

  一週工作7天,每天輪班12小時,持續工作60天,對於30名海洋科學家而言,這可不是一次輕鬆的航行,IODP計劃科學服務部主管布拉德·克萊門特(Brad Clement)說:“我們的海洋探索一直未間斷,此次航行沒有港口停靠,工作人員也沒有飲酒,鑽探工作是全天候進行的,9.5米長的海底巖芯樣本帶到地面之後立即進行研究分析,之後對巖芯進行縱向剖析,儲存在冰箱中便於進一步研究使用。”

  科普斯表示,這艘海洋探測船可以在兩個月的時間裏鑽探大約7公里深的海底沉積物,非常幸運的是,我們能夠鑽探穿過1公里厚的最堅硬地殼層。

  研究小組能夠鑽探至足夠深的海底地殼層,發現古新世-始新世熱量最大值的可靠證據,這是發生在大約5550萬年前的一個全球變暖事件,海恩斯說:“這是洞悉人類活動所致氣候變化的最佳分析數據,此次海洋勘測的計劃包括:瞭解地球生命如何應對全球性重大變化,例如:全球性氣候轉暖或者轉冷,以及物種大滅絕事件。”

  據悉,伊麗莎白已參與了一項關於恐龍大滅絕的研究,該研究報告將於今年上半年發表,研究報告數據基於2012年海底採集的巖芯樣本,該項研究發現了6600萬年前小行星碰撞現今墨西哥尤卡坦半島導致恐龍滅絕的可靠證據。

  長期計劃

  當前海洋鑽探活動仍存在諸多問題,例如:二氧化碳如何在海底地幔層發生相互作用,理解這一點將有助於研究海洋地殼在未來碳隔離中扮演着何種角色。

  在IODP爲未來30年規劃的科學項目中,有一項是探索地球海洋深處,其中一個目標是探測器到達上地幔層。科普斯評估稱,鑽透7公里厚的地殼層需要一年以上的時間,同時,選擇夏威夷島附近幾個鑽探地點仍亟待探討。

  克萊門特解釋稱,最大的挑戰是,海底鑽探時溫度非常高,壓力非常大,每次將鑽探管從海底拉出來時,鑽洞就會自動閉合,我們掌握海底深層鑽探技術仍需10-20年才能實現。

  西伯特指出,研究小組非常高興研究6600萬年前恐龍大滅絕“重置按鈕”啓動之後新生代開始的證據,以及始新世-漸新世的分界線,分析什麼時候冰原成爲南極洲永久特徵。我們發現了一些未曾預測的重大發現,進行海洋鑽探,你永遠不知道你會獲得怎樣的發現,直到這些研究結果出現在勘測船上。(葉傾城)

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