地球在 “喝光” 自己的海洋!

早在1961年,科学家们就曾在这一海域的洋底钻孔,希望穿透地壳、抵达其下方的地幔,但最终未能成功。
如今,另一批科学家正试图再度创造历史。一场为期两个月的印度洋科考行动,钻探深度已超过以往任何一次,考察船于当天返航登陆,带回的样本或将有助于揭开地球最深处的一些秘密。
《时代》杂志特约编辑杰弗里·克鲁格长期跟踪报道这一团队的工作,就相关问题接受了采访。


有观点认为,向地球内部深处钻探似乎并非明智之举,人们担心样本取出后会发生难以预料的情况。
对此克鲁格解释说,很多人以为一旦钻得足够深,地球就会像被戳破的气球一样"泄气",但事实并非如此。
科学家们的目标是地幔,它占据了地球体积的百分之八十五,是地球最大的组成部分,而人类对它几乎一无所知。


若能在海洋中找到地壳足够薄的深水区,就能获得先天优势,向下钻探至地球深处,取得自太阳系诞生早期以来从未见过阳光的原始样本。
而地幔之所以近年来再次成为焦点,还有一个更让人不安的理由。
美国华盛顿大学的一项最新研究发现,被马里亚纳海沟吞进地幔的海水总量,比此前的估算值整整多出三倍,而且这些海水似乎再也没有回到地表。


也就是说,地球的确在用一种极其隐蔽的方式,把自己的海洋一点点"喝"进内部,而通往地幔的钻孔,恰好可能捕捉到这场吞咽留下的蛛丝马迹。
对于1961年那次尝试为何半途而废,克鲁格指出,一方面是当时出现了一些技术故障,另一方面更为关键的是,1961年正是美国将目光投向月球的起点,而不再是地球的地核或地幔。研究经费随之枯竭,公众兴趣也随之减退。
人们把关注点更多地投向了身穿银色压力服的宇航员,而不是钻探船上的钻井工人,两者之间根本谈不上竞争。


关于此前采集地壳样本与本次科考的区别,克鲁格说明,本次科考并未真正抵达地幔,只是比以往更接近地幔。此次首轮钻探深度约为2300英尺,如果能钻到1.6英里深,就能进入地幔层。
因此,本次是有史以来最接近地幔的一次,同时科学家们已经带回了迄今体积最大的地壳岩石样本,也在加深对地壳的认识。
至于科学家希望在这些样本中找到什么,克鲁格谈到了几个引人入胜的方向。首先,地震学家已经知道,钻探深度达到某一层面之下,地震波的传播速度会显著加快,这一分界被称为"莫霍面不连续"。


深入研究这一层面的地震波,将有助于人类进一步了解地震的成因和规律。
其次,在如此深的地下有可能发现极端生命形态。地球上存在一类被称为"嗜极生物"的生命,它们生存于极端环境之中,例如深海热泉喷口附近,或封闭在沙漠岩石内部。
而在洋壳深处,则有可能发现依靠甲烷生存的生命形式。这种以甲烷为能量来源的生存方式,正是天文学家推测地外生命可能采用的模式之一。


从这个角度看,海洋并不只是覆盖在地壳上的一层水,它同时也是一扇通往地球内部的活体窗口。
深达10.9公里的马里亚纳海沟,就是这样一扇被压力、黑暗与冷流封锁的窗户——它吞噬光线,吞噬过闯入深渊的人类,也吞噬过无数科研人员的睡眠。
当巨量海水沿着俯冲板块被拖入地幔,实际上等于源源不断地把地表的化学信号、微生物遗存和矿物成分"喂"进地球深处,随后又通过火山、地震等方式,在漫长的地质时间里悄悄反馈到地表。


克鲁格介绍说,本次科考只是整个计划的第一阶段,后续还有第二和第三阶段,团队希望在未来五年内完成全部工作。
目前钻探深度约为半英里,接下来的目标是钻到大约一英里深,最终抵达1.6英里的深度,团队预计这一目标有望在2020年前实现。
届时,人类将获得历史上第一份真正的地幔样本。


对于此次科考可能带来的重大发现,克鲁格表示,首要的期待是能够采集到反映太阳系最早期状态的样本,因为这些物质自太阳系形成以来从未被扰动过。此外,关于地下深处极端生命形式的探索意义同样深远。
这类研究能够为人类未来的深空探测提供参考——当探测器前往土星的卫星土卫六,或是木星的卫星木卫二时,正是要寻找类似的生命形式。
采访中还谈到了钻头这一技术细节,由于深处的物质坚硬而脆,钻头在作业中会被卡住甚至折断。普通人若是把工具用坏了,只要去五金店再买一把就行,可当工具位于海面以下半英里深处时,要想将它取出并修复,其难度是常人难以想象的。
这也从一个侧面反映出,向地幔进发的每一步,都是对人类工程能力与科学耐心的严峻考验。


也正是这种严苛的作业环境,让马里亚纳海沟这样的深渊长期处于半神秘状态。它的最深处压力可以压扁大多数金属外壳,绝对黑暗让传统光学设备失效,而巨大的水压又对钻杆、探针形成持续挤压。
华盛顿大学团队之所以能算出比过去多三倍的海水注入量,靠的并不是直接把水舀上来称重,而是通过分析俯冲带地震波的细微变化,反推板块内部含水矿物的比例,这与本次科考希望通过莫霍面地震波揭开地球秘密的思路,其实是同一条方法论的延伸。
数以亿吨计的水正沿着深海沟槽被拖进地幔,其中一部分可能永远留在那里,另一部分则会在漫长的地质循环中,以完全不同的形式重回地表。


人类目前所能做的,就是通过一次比一次更深的钻探,把这块从未见过阳光的地幔物质捧到实验室里;把那些正在被"喝下"的海水轨迹描绘得更加清晰;把地球内部与外部之间那条隐秘的输送通道,从模糊的猜想,一步步变成可以测量、可以验证、可以推演的科学事实。
真正的深渊不在脚下,而在人类认知之外——每一次向地幔逼近半英里,都是把这道边界向内推得更远一点。

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