多國(guó)科學(xué)家將首次打穿地球殼幔邊界

新華網(wǎng)“決心”號(hào)12月3日電(記者張建松)打超深鉆井，鉆穿地殼，直接“觸摸”到地殼與地幔的邊界，這是全世界地球科學(xué)家的理想。美國(guó)、英國(guó)、中國(guó)等12個(gè)國(guó)家的30名科學(xué)家已登上美國(guó)“決心”號(hào)鉆探船，準(zhǔn)備在西南印度洋開展打穿地球殼幔邊界的第一次大洋鉆探。

這是國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃的第360航次，也是名為“SloMo”計(jì)劃的第一個(gè)航次。“SloMo”是“慢速擴(kuò)張脊下地殼和莫霍面的性質(zhì)”縮寫。該計(jì)劃致力于在人類歷史上首次鉆穿殼幔邊界，以檢驗(yàn)“在慢速、超慢速擴(kuò)張脊下方的莫霍面代表了地幔的蝕變邊界”的假說(shuō)。中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所劉傳周研究員、同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室周懷陽(yáng)教授、課題組成員馬強(qiáng)博士等人全程參加。

莫霍面是以地震學(xué)家莫霍洛維奇命名的地殼與地幔的分界面。在這一界面，地震波的縱波和橫波傳播速度明顯增加。傳統(tǒng)的理論認(rèn)為：大洋下地殼由輝長(zhǎng)巖組成，與地幔之間被莫霍面分開。

但最新的假說(shuō)認(rèn)為：在慢速或超慢速擴(kuò)張洋脊下方，地震波很難準(zhǔn)確反映出下洋殼內(nèi)部的巖性變化。因?yàn)椋Ｋ疂B入到地幔后，與橄欖巖發(fā)生反應(yīng)，橄欖巖在反應(yīng)過(guò)程中降低了地震波速，變得和下洋殼輝長(zhǎng)巖的地震波速相近。因此，莫霍面也可能是蝕變的橄欖巖和未蝕變的橄欖巖之間的界面，而不是殼幔邊界。

為檢驗(yàn)上述假說(shuō)，在今后兩個(gè)月，科學(xué)家將乘坐“決心”號(hào)前往南緯32度、東經(jīng)57度附近的西南印度洋中脊海域，鉆一個(gè)1300米深的鉆孔。在后續(xù)計(jì)劃中，科學(xué)家還將乘坐鉆探能力比“決心”號(hào)更強(qiáng)的日本“地球”號(hào)，把這一鉆孔加深至3000米，最終打穿殼幔邊界。