打穿地壳 中美等12国30名科学家将首次打穿地球壳幔边界

第一步

■“决心号”将前往西南印度洋中脊海域，钻一个1300米深的钻孔

第二步

■钻探能力更强的“地球”号，将把这一钻孔加深至3000米，最终打穿壳幔边界

打超深钻井，钻穿地壳，直接“触摸”到地壳与地幔的边界，这是全世界地球科学家的理想。美国、英国、中国等12个国家的30名科学家已登上美国“决心”号钻探船，准备在西南印度洋开展打穿地球壳幔边界的第一次大洋钻探。

这是国际大洋发现计划的第360航次，也是名为“SloMo”计划的第一个航次。其钻探目标是在西南印度洋中脊打一口1300米深的钻井，为今后人类钻穿壳幔边界打下基础。

“SloMo”是“慢速扩张脊下地壳和莫霍面的性质”缩写。该计划致力于在人类历史上首次钻穿壳幔边界，以检验“在慢速、超慢速扩张脊下方的莫霍面代表了地幔的蚀变边界”的假说。中国科学院地质与地球物理研究所刘传周研究员（左图）、同济大学海洋地质国家重点实验室周怀阳教授、课题组成员马强博士等人全程参加。

“人们对头顶的天空充满好奇，对脚踩的大地却知之甚少，研究手段也十分有限。打穿洋壳，进入莫霍面，是我们长久以来的梦想。”

理想窗口

南纬32度 东经57度

“亚特兰蒂斯浅滩”

科学家为此次前往钻探的地点起了一个非常浪漫的名字——“亚特兰蒂斯浅滩”。

根据以往的研究，位于南纬32度、东经57度附近的西南印度洋中脊、面积约25平方公里的“亚特兰蒂斯浅滩”，是一处研究地球壳幔转化的理想“构造窗口”。 科学家曾在“亚特兰蒂斯浅滩”成功打过两个深钻孔，都获得了很长的辉长岩剖面。

在即将进行的第360航次中，“决心”号将在“亚特兰蒂斯浅滩”的北部边缘新钻一个1300米的孔。

至今是谜

地壳与地幔之间的莫霍面

究竟由什么物质组成？

1910年，地震学家莫霍洛维奇通过观测地震波在地球内部的传播情况，率先提出地球的地壳和地幔之间存在一个不连续的分界面。在这一界面，地震波的纵波和横波传播速度明显增加。人们将这一壳幔分界面称为“莫霍洛维奇不连续面”，简称“莫霍面”。

神秘的莫霍面到底是由什么物质组成的？这一谜题吸引了无数地球科学家的好奇心。早在1957年，美国地质学家就曾提出“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。由于地球上的洋壳比陆壳薄得多，该计划选择在深海大洋里打钻。

“人们对头顶的天空充满好奇，对脚踩的大地却知之甚少，研究手段也十分有限。打穿洋壳，进入莫霍面，是我们长久以来的梦想。”美国伍兹霍尔海洋研究所的亨利·迪克教授说，“在较薄的洋壳基岩钻孔非常重要，因为那里的岩芯能向我们传递地球深处的信息。”

传统的理论认为：大洋下地壳由辉长岩组成，与地幔之间被莫霍面分开。但最新的假说认为：在慢速或超慢速扩张洋脊下方，地震波很难准确反映出下洋壳内部的岩性变化。因为，海水渗入到地幔后，与橄榄岩发生反应，橄榄岩在反应过程中降低了地震波速，变得和下洋壳辉长岩的地震波速相近。因此，莫霍面也可能是蚀变的橄榄岩和未蚀变的橄榄岩之间的界面，而不是壳幔边界。

为检验上述假说，在今后两个月，科学家将乘坐“决心”号前往西南印度洋中脊海域，钻一个1300米深的钻孔。在后续计划中，科学家还将乘坐钻探能力比“决心”号更强的日本“地球”号，把这一钻孔加深至3000米，最终打穿壳幔边界。

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