到達地球地幔層的旅程可能會在接下來的十年內開始,比以往任何人都深入研究的地球更深入地鑽入地球。
大地的項目的目的是成為第一個直接將樣品從地函- 固體但熱的岩石層流動在行星地殼以下 - 可能會發現對我們星球的起源和演變的見解。
了解地球的整體動態至關重要,因為它的運作可能會對人類產生毀滅性的後果 - ”日本地震和海嘯是最好的例證。
第一個地幔任務
地幔構成了大部分地球,擁有大約三分之二的世界質量。雖然幾乎全部行星的表面地殼最初來自地幔,到達地面的碎片都被化學改變了這些過程,從而使它們向上提高或與海水接觸。這使得從地幔中的新鮮樣品可能是他們可能對地球持有的秘密的寶貴寶貴的。
試圖鑽入地幔的第一個任務是在50年前出生在地球科學家飲酒俱樂部的想法。眾所周知,Mohole項目是Mohorovi? i?不連續性,地殼和地幔的邊界以及“孔”的意思是,一個洞 - 開發了用於海洋鑽井的技術,這些技術仍被當今的石油工業使用,並於1961年從海底的第一個科學核心中檢索了小說家約翰·斯坦貝克(John Steinbeck)。
不幸的是,由於管理不善,該雄心勃勃的項目最終失敗了,這導致成本失控。
到目前為止,還沒有其他科學任務深入到約1.2英里(2公里)的地殼中,這僅佔三分之一的路程。 (在大洲下面的地殼為18至36英里[30至60公里],但在海洋下方僅3.6英里[6公里],這就是為什麼採樣地幔的任務集中在海底上的原因。)[相關:相關:從山到海溝的地面這是給出的
現在,科學家希望復活Mohole項目。研究人員說,如果找到資金,可以在十年內開始鑽井,並在15年內完成。最後,科學家希望檢索的地幔桿只有2.4英寸(6厘米)的厚度。
可能的複活
科學家現在正在調查夏威夷,巴哈加州和哥斯達黎加沿海地區新項目的網站,每個項目都在夏威夷,哥斯達黎加的沿海地區,每個項目都在大約2.5英里(4公里)的地面太平洋。在接下來的幾年中,他們將調查三個地區中的每一個,主要依靠地震成像來查看哪個可能效果最好,目的是在壁架上至少鑽幾百英尺。
理想的網站通常要求實現矛盾的目標。例如,研究人員更喜歡在最淺的可能的水中進行鑽孔,這意味著盡可能接近形成新外殼的海底山脈的海底山。但是,他們也想鑽在最冷的可能地殼中,因為如果岩石對機器太熱,它們就無法鑽探,這意味著要遠離火山中部山脊。
Ildefonse說:“我們確實在努力在學術界鑽探到海殼深處的學術界,以推動我們目前能夠在學術界進行的技術限制。”
地質學家現在擁有高級系統來幫助他們執行這樣的任務。新項目Mohole的一項有前途的技術與石油和天然氣行業中通常使用的技術 - 一種立管系統,由鑽繩周圍的外管組成,是恢復核心樣品的鋼管。研究人員可能使用的系統可能類似於巨型日本鑽井船奇科(Chikyu),該船能夠攜帶6英里(10 km)的鑽孔管道,並且可以在8200英尺(2,500米)的水中鑽孔。
“我們只需要將立管的長度從目前的長度擴展到2500米(8,200英尺)到約4,000米[13,100英尺],” Ildefonse說。 “但是這並不是那麼簡單,因為更長的時間也意味著較重,因此可能需要使用不同的,較輕的材料 - 目前是由鋼製成的。”
為了練習他們的深入鑽探,Ildefonse和他的同事Damon Teagle是首席科學家,其任務是獲得下海洋殼的第一批樣品。將於4月航行的集成海洋鑽探計劃335探險隊將在哥斯達黎加海岸鑽一個11,925英尺(3,635 m)的水,至少6,200英尺(1,900 m)的岩石。那裡的海殼比任何其他當今的地殼都快,使上皮比其他地方薄得多,因此更容易鑽孔以達到下層地殼。
這項工作是為了檢索海洋下面的下地殼和最終的地幔樣品,可以提供“首次提供有關這些岩石在中山山脊上這些岩石形成過程的大量科學信息,以及它們隨時間和與海水的互動方式的發展方式,”。 “最終,這將告訴我們更多有關海角的形成模式(大約60%的地球表面),它們是地球動力學的關鍵組成部分,以及例如,全球化學循環的某些方面,例如碳,例如碳。”
Ildefonse和Teagle詳細介紹了3月24日《自然》雜誌上的新項目Mohole的最新作品。