“决心”号钻探船抵达西南印度洋中脊目标海域

来源:新华社作者:张建松责任编辑:张硕
2015-12-17 15:04

新华社“决心”号12月17日电(记者张建松)经过11天、近3000海里的航行,“决心”号大洋钻探船于16日晚抵达西南印度洋中脊目标海域——“亚特兰蒂斯浅滩”,开展旨在打穿地壳与地幔边界的第一次大洋钻探。

来自美国、英国、中国等12个国家的30名科学家乘坐“决心”号于5日从斯里兰卡的科伦坡港口起航,执行国际大洋发现计划360航次任务、开展“SloMo”计划的首次钻探。中国科学院地质与地球物理研究所刘传周研究员和同济大学海洋地质国家重点实验室马强博士全程参加。

位于南纬32度42分、东经57度17分的“亚特兰蒂斯浅滩”,虽然掩盖在一望无际的海水下700多米,但经过多年坚持不懈的研究,科学家确信这里是研究地壳与地幔转化的理想“构造窗口”。

据介绍,“决心”号抵达目标海域后,已开始进行大洋钻探前的各项准备工作。包括向海里放一个声呐信号装置,以使船舶保持动力定位;向海里放一个水下摄像机,以寻找合适的岩石安装钻孔重返系统。钻孔重返系统能定位钻孔,并能使钻头离开后重返钻孔,是开展钻探前的重要一步。根据计划,“决心”号将首先使用旋转式岩芯取样器钻220米深,然后进行井下测量和监测。从井下220米开始连续钻取岩芯,并尽可能地向下深钻,计划钻到1300米。

“决心”号从“亚特兰蒂斯浅滩”钻取的岩芯是深入了解地球历史的珍贵“档案”。由于岩芯是一个“有生命的材料”,它们的自然特性每时每刻都会随着周边环境变化而变化。“决心”号上有12个实验室,装备了多种先进的试验仪器,将在第一时间对采上来的岩芯进行快速、复杂、全面的“体检”,同时还将组织科学家在现场对岩芯进行记录和描述。

目前,船上科学家已经分为岩芯描述组(火成岩组、变质岩组、岩石构造组)、地球化学组、岩石物理组、古地磁组、微生物组。航渡期间船上进行了培训和实习,为钻取岩芯后实现各项流程的“无缝链接”做好充分准备。

新闻背景:神秘的西南印度洋中脊“亚特兰蒂斯浅滩”

新华社“决心”号12月17日电(记者张建松)古希腊哲学家柏拉图在其著作中提到,曾有一处叫“亚特兰蒂斯”的文明之地,后沉没于大西洋底。如今,西南印度洋中脊有一处可能“触摸”到地壳与地幔边界的神秘之地,科学家取用这一名字,称其为“亚特兰蒂斯浅滩”。

亚特兰蒂斯Ⅱ转换断层位于东经57度,东侧分布了一系列隆起的海岭。亚特兰蒂斯浅滩就位于一个最高的海岭顶端,是一个长40公里、宽30公里的穹状隆起,处于水下700多米。

西南印度洋中脊是世界著名的超慢速扩张洋中脊。由于岩浆供应量不足,不能及时形成完整的新洋壳。在拆离断层的“拉拽”作用下,下洋壳或地幔岩石被向上抬升,并裸露在海底,形成“大洋核杂岩”。穹状的亚特兰蒂斯浅滩正是这样的“大洋核杂岩”,这使得它对地质海洋科考具有特殊意义。

1987年,科学家在亚特兰蒂斯浅滩钻了一个编号为735B的孔,钻孔深度为504.5米。1997年,科学家找到735B孔继续钻探,钻到1508米时,恶劣的天气与海况不幸使近千米长的钻杆折断在钻井里,再也无法取出。1998年,科学家又在附近钻了一个编号为1105A的160米深孔。这些钻孔都钻取到下洋壳的代表性岩石——辉长岩。

除了开展大洋钻探,科学家还在亚特兰蒂斯浅滩开展过多波束探测、磁异常调查、重力异常调查、水下机器人地质取样、载人深潜器地质取样、地质拖网等多种科学考察,绘制出约25平方公里的高分辨率等深线图。

地震波探测结果显示,亚特兰蒂斯浅滩下方莫霍面位于5500米深处。传统观点认为莫霍面就是地壳与地幔的分界面。但区域构造地质分析却显示,亚特兰蒂斯浅滩下方的壳幔分界面位于更浅位置。尤其是水下机器人考察结果发现,亚特兰蒂斯浅滩的下洋壳辉长岩厚度可能只有1500至2895米,再往下就是蛇纹石化的橄榄岩,目前观点认为后者主要存在于地幔中。

上述结果对莫霍面的传统概念提出挑战,即通过地震波探测得出的莫霍面可能并不代表地壳与地幔分界面,而是代表新鲜橄榄岩与蚀变橄榄岩的界面。由于海水渗入地幔与橄榄岩发生反应,导致其蛇纹石化,而蛇纹石化橄榄岩中的地震波速与下地壳辉长岩类似,这使得地幔与下地壳很难通过地震波速有效区分。

科学家认为,至少在亚特兰蒂斯浅滩这一特殊构造区域,莫霍面并不能代表壳幔边界,而是代表了地幔橄榄岩的蚀变界面。为了验证这一新观点,他们计划通过3个航次的大洋钻探,在亚特兰蒂斯浅滩重新钻一个孔,目标是分三步钻穿地壳,直达壳幔边界。目前,“决心”号大洋钻探船正在进行第一个航次钻探,计划钻孔1300米。(

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