近日,日本科學家創造了海洋鉆探最深的紀錄,他們鉆入水深為8023米的海底,在海床上進行鉆探,挖出了一個長度為37米的沉積物核心,那么,日本科學家為什么要在深海的海底進行鉆探呢?他們有什么目的呢?
地球內部由三層結構組成,最上層是厚度為5到70公里的地殼,中間層是厚度為2890公里的地幔,地殼和地幔之間的分界面被稱為莫霍界面,中心是厚度為3400公里的地核。上個世紀80年代,為了打穿地殼,研究地球深處的地幔,蘇聯科學家在陸地上鉆出了一個當時地球上最深的洞,深度達到了12262米,如今還是位列第三。
在海洋的最底部,也是地殼的一部分,即海洋地殼,由于海洋本身就有深度,最深的馬里亞納海溝達到11000米,平均深處為3700米,而且海洋地殼結構只有玄武巖一層,所以海洋地殼要比大陸地殼薄很多,一般只有5到10公里。
上個世紀60年代,美國曾進行過“莫霍計劃”,他們在3600多米的深海中進行鉆探,想要挖穿地殼進入地幔,但由于深海鉆探要面臨巨大水壓和復雜海況的考驗,該計劃并沒有取得成功。
進入21世紀后,日美牽頭啟動了綜合大洋鉆探計劃(IODP),日本為此專門建造了一艘世界最大的深海鉆探船——地球號,它在理論上可以在海底鉆入7公里的深地方,雖然地球號的鉆探深度遠不如科拉超深鉆孔,但由于海洋地殼較薄,這艘船能夠鉆透地殼,直達地幔,
在2012年,地球號在7740米的海底進行鉆探,創下了當時深海鉆探的世界紀錄,此前的紀錄是美國的格羅瑪·挑戰者號在43年前創造的,它曾在馬里亞納海溝中深度為7050米的地方進行鉆探。
在2016年,日本又建造了一艘新的鉆探船——海明號,它的總長度為1000.5米,寬度為20.5米,載重量為2944噸,吃水6米。如今,海明號在日本海溝進行了更深的鉆探,打破此前的紀錄,
海明號把一個鉆頭放入太平洋中,一直下沉到8公里深的地方。在地面上,8公里很近,開車就十幾分鐘的時間。但鉆頭沉入深海不是一件容易的事情,該鉆頭耗費將近三小時才到達海底,
鉆頭在深度為8023米的海床上開挖,最終采出了37.7米長的沉積物巖芯,這意味著最深的海底樣品來自于海平面以下8060.7米。那么,挖出這么深的海底巖石有什么作用呢?
雖然地球是生命的綠洲,但在過去的45億年間,地震、火山爆發、海嘯不斷地改變著地球上的生命。過去的生命活動、氣候變化和地殼運動都被保存在化石之中,如果能夠鉆入地球深處,獲取樣本和數據,我們就能了解到地球深處的能量是如何影響海洋生物、海底資源和全球氣候變化的。
此次海明號的鉆探點位于10年前日本9.1級大地震震中附近,那里的深海沉積物中有望保存更古老的地震細節,日本海溝是環太平洋火山帶的一部分,火山活動和地震十分頻繁,地球上大約17%的大地震發生于此,
這一地區數百萬年來一直遭受大地震的破壞,但科學家不確定頻率和強度,通過此次深海鉆探,科學家希望能夠進一步了解該區域的地震史,進而預測未來可能到來的大地震。