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此时此刻,中美英等12国科学家正在西南印度洋一处名为“亚特兰蒂斯浅滩”的地方打穿地壳与地幔的边界,这也是人类历史上首次钻穿壳幔边界。此时此刻,远在近万公里之外的中国大量网友,发出了自己的担心:“打穿了地幔,海水是否会倒灌进去?” “是不是会打出岩浆?” “会不会引起火山爆发?”还有些中国网友关心起了地球母亲的感受:“不要毁了地球,自取灭亡!” “人类可以上天探索,但是切忌不要入地,那是生存家园的根基,出不得半点差池,请停止吧!”真会如此吗?地球的结构先来普及下地球结构的知识
此时此刻,中美英等12国科学家正在西南印度洋一处名为“亚特兰蒂斯浅滩”的地方打穿地壳与地幔的边界,这也是人类历史上首次钻穿壳幔边界。此时此刻,远在近万公里之外的中国大量网友,发出了自己的担心:“打穿了地幔,海水是否会倒灌进去?” “是不是会打出岩浆?” “会不会引起火山爆发?”
还有些中国网友关心起了地球母亲的感受:“不要毁了地球,自取灭亡!” “人类可以上天探索,但是切忌不要入地,那是生存家园的根基,出不得半点差池,请停止吧!”真会如此吗?
地球的结构
先来普及下地球结构的知识。地球内部存在两个主要的间断面:第一个间断面位于地表下平均30多公里处,称莫霍洛维奇间断面(简称莫霍面或M界面);第二个间断面位于地表下约2900公里处,称谷登堡-维舍特间断面(下称谷登堡面)。而这两个间断面就把地球内部分为三个圈层:地壳、地幔、地核。
地壳是固体地球的最外一圈,主要由硅酸盐岩石构成,其范围从地表到莫霍面。厚度变化较大,大洋地壳较薄,平均厚6公里,最薄处不到5公里;大陆地壳较厚,平均厚35公里,最厚处可达70公里。
地幔位于莫霍面和谷登堡面之间,厚2900公里。以1000公里深度为界,地幔可分为上、下地幔。上地幔中,离地表100-150公里范围内温度最高,近于岩石的熔点,处于塑性流动状态,称为软流圈。从谷登堡面以下至地心部分为地核,厚3473公里。据推测,地核物质由铁、镍组成,温度和压力非常高,密度大,可达每立方厘米9.98-13克。
也就是说,12国科学家要打穿地壳与地幔的边界,要打一个数公里的超深钻井才行。据新华社报道,今后两个月,这些科学家将钻一个1300米深的钻孔。在后续计划中,科学家还将把这一钻孔加深至3000米,最终打穿壳幔边界。中国科学院地质与地球物理研究所刘传周研究员、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。
会毁灭地球吗
接下来的问题是,网友们关于钻穿壳幔边界后会引起火山爆发的担心是否多余?12月21日下午,四川省地矿局教授级高级工程师范晓告诉澎湃新闻,地幔分为上下地幔,上地幔的上部有个软流圈,这里才是较普遍分布的岩浆层,现在只是打穿地壳和地幔的接触面,也就是莫霍面。
他还解释,相比地壳的空间尺度和地质作用的规模,钻探工程可以施加的影响是极其微不足道的,根本不可能因为钻探而引起火山爆发。正在西南印度洋“亚特兰蒂斯浅滩”参与钻探活动的一位专家接受记者采访时也认为,这次钻探活动压根不会引起火山爆发。
一方面,钻头到不了岩浆层,就算到达岩浆层,整个钻具都会融化掉。因为岩浆层温度很高,可以达到1200多摄氏度,目前的钻头承受不了这么高的温度;另一方面,地球太大了,这次打的钻口是微不足道的。而且地球不是一个平层,会有各种各样的断层和裂隙,地球一些自然断层的裂隙深度比钻探的深度大多了,所以钻探就相当于拿根大头针在冰面上戳一下。
网友们“海水倒灌”的担心同样是多余的。范晓表示,海洋钻探现在是很普遍的一种工程行为,它被用于勘探能源矿产、金属矿产、科学研究等,它有一套较成熟的技术,只不过这次钻探深度很大而己,上述“海水倒灌”的担忧毫无必要。
此外,大西洋、太平洋等大洋都有一个大洋中脊,这个大洋中脊是地壳不断张裂、拉开的地方,不断有地下热水、岩浆涌出来,海水也会不断充入这个生长的裂隙中,这也许可被称为海水“倒灌”,这种极大尺度的地质作用过程,是人类的任何规模的工程活动都不能比拟的。
为何要打穿地壳
言归正传,中美英等12国科学家们首次打穿地壳与地幔边界,具有重要的科学研究意义。正在西南印度洋参与上述钻探活动的一位专家向澎湃新闻表示,和探索外太空一样,大洋钻探是人类探索未知世界的重要一步。“地球内部到底是怎样的,实际上到现在很多都还是假说、推测。人类进行大洋钻探,突破自然的局限,直接拿到样品,以此观察地球内部的结构构造、物质组成,这对科学探索而言是一大进步。”
范晓也赞赏这次大洋钻探活动的科学研究意义。他表示,对地球深部物质的探索,早期主要是通过地质演化过程当中,因地壳运动被抬升暴露在地表的深部岩石来了解的。而随着科学的发展,可以通过钻探来直接了解地壳深部的结构和岩石组成。这对于了解下部地壳的结构、岩石的组成成分,包括它的一些物理化学环境等,有十分重要的意义。
据新华社报道,科学家期待通过超深钻井取到岩芯后,研究一系列科学问题,如下地壳的岩石是如何分层的?下地壳中有多少地幔混入?莫霍面是否代表了地幔的蚀变边界?下地壳和含水的地幔中是否存在生命?
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