到达地球地幔层的旅程可能会在接下来的十年内开始,比以往任何人都深入研究的地球更深入地钻入地球。
大地的项目的目的是成为第一个直接将样品从地幔- 固体但热的岩石层流动在行星地壳以下 - 可能会发现对我们星球的起源和演变的见解。
了解地球的整体动态至关重要,因为它的运作可能会对人类产生毁灭性的后果 - ”日本地震和海啸是最好的例证。
第一个地幔任务
地幔构成了大部分地球,拥有大约三分之二的世界质量。虽然几乎全部行星的表面地壳最初来自地幔,到达地面的碎片都被化学改变了这些过程,从而使它们向上提高或与海水接触。这使得从地幔中的新鲜样品可能是他们可能对地球持有的秘密的宝贵宝贵的。
试图钻入地幔的第一个任务是在50年前出生在地球科学家饮酒俱乐部的想法。众所周知,Mohole项目是Mohorovi?i?不连续性,地壳和地幔的边界以及“孔”的意思是,一个洞 - 开发了用于海洋钻井的技术,这些技术仍被当今的石油工业使用,并于1961年从海底的第一个科学核心中检索了小说家约翰·斯坦贝克(John Steinbeck)。
不幸的是,由于管理不善,该雄心勃勃的项目最终失败了,这导致成本失控。
到目前为止,还没有其他科学任务深入到约1.2英里(2公里)的地壳中,这仅占三分之一的路程。 (在大洲下面的地壳为18至36英里[30至60公里],但在海洋下方仅3.6英里[6公里],这就是为什么采样地幔的任务集中在海底上的原因。)[相关:相关:从山到海沟的地面这是给出的
现在,科学家希望复活Mohole项目。研究人员说,如果找到资金,可以在十年内开始钻井,并在15年内完成。最后,科学家希望检索的地幔杆只有2.4英寸(6厘米)的厚度。
可能的复活
科学家现在正在调查夏威夷,巴哈加州和哥斯达黎加沿海地区新项目的网站,每个项目都在夏威夷,哥斯达黎加的沿海地区,每个项目都在大约2.5英里(4公里)的地面太平洋。在接下来的几年中,他们将调查三个地区中的每一个,主要依靠地震成像来查看哪个可能效果最好,目的是在壁架上至少钻几百英尺。
理想的网站通常要求实现矛盾的目标。例如,研究人员更喜欢在最浅的可能的水中进行钻孔,这意味着尽可能接近形成新外壳的海底山脉的海底山。但是,他们也想钻在最冷的可能地壳中,因为如果岩石对机器太热,它们就无法钻探,这意味着要远离火山中部山脊。
Ildefonse说:“我们确实在努力在学术界钻探到海壳深处的学术界,以推动我们目前能够在学术界进行的技术限制。”
地质学家现在拥有高级系统来帮助他们执行这样的任务。新项目Mohole的一项有前途的技术与石油和天然气行业中通常使用的技术 - 一种立管系统,由钻绳周围的外管组成,是恢复核心样品的钢管。研究人员可能使用的系统可能类似于巨型日本钻井船奇科(Chikyu),该船能够携带6英里(10 km)的钻孔管道,并且可以在8200英尺(2,500米)的水中钻孔。
“我们只需要将立管的长度从目前的长度扩展到2500米(8,200英尺)到约4,000米[13,100英尺],” Ildefonse说。 “但是这并不是那么简单,因为更长的时间也意味着较重,因此可能需要使用不同的,较轻的材料 - 目前是由钢制成的。”
为了练习他们的深入钻探,Ildefonse和他的同事Damon Teagle是首席科学家,其任务是获得下海洋壳的第一批样品。将于4月航行的集成海洋钻探计划335探险队将在哥斯达黎加海岸钻一个11,925英尺(3,635 m)的水,至少6,200英尺(1,900 m)的岩石。那里的海壳比任何其他当今的地壳都快,使上皮比其他地方薄得多,因此更容易钻孔以达到下层地壳。
这项工作是为了检索海洋下面的下地壳和最终的地幔样品,可以提供“首次提供有关这些岩石在中山山脊上这些岩石形成过程的大量科学信息,以及它们随时间和与海水的互动方式的发展方式,”。 “最终,这将告诉我们更多有关海角的形成模式(大约60%的地球表面),它们是地球动力学的关键组成部分,以及例如,全球化学循环的某些方面,例如碳,例如碳。”
Ildefonse和Teagle详细介绍了3月24日《自然》杂志上的新项目Mohole的最新作品。