钻向地幔，最大探测船起航

　　钻向地幔，最大探测船起航

　　16日，日本“地球”号开始进行勘察，将钻探到海底下7000米深处，探索生命起源

　　入地

　　过去十几年中，人类花费了千百亿美元，在太空探索路上越走越远。然而，我们对自己的家园——地球的了解甚至还不如对月球表面的了解。1月16日，由日本投入巨资建造的世界上最大的探测船“地球”号起航，开始钻探实验。这艘庞然大物将“深入地心”，驶向太平洋中地壳最薄处，开展一项史无前例的大洋探测计划——向人类从未到达过的地幔层发起冲击，揭示地球深处的秘密。

　　地球是我们的家园，但我们对脚下的这块土地却知之甚少。如果生命起源的秘密果真存在于世，那它必然隐藏在某个更深的角落了。

　　——日本“地球”号探测项目负责人平良朝彦博士

　　本报综合报道16日，世界上技术最先进的探测船、日本“地球”号踏上揭示地球生命起源的征程。

　　“地球”号将钻探到海底以下7000米深处，其钻探深度是目前海底钻探深度的3倍。科学家将从海底深处取回岩石样本，研究海底地震，了解地球过去的气候变化，还将揭示地球生命起源之谜。

　　造价高达3.5亿英镑

　　日本“地球”号探测项目负责人平良朝彦在接受英国《泰晤士报》采访时表示:“20世纪的科技工作全部围绕物质和宇宙的起源展开，因此探索太空和月球就显得格外重要，而且我们取得举世瞩目的成就，对原子和宇宙大爆炸有了深入了解。21世纪，科学研究的重点将围绕生命起源的基本问题展开。”

　　“地球”号由日本三菱重工业公司建造，从制造到全部设备搭载完毕历时近5年，总造价高达3.5亿英镑(约合人民币47亿元)，一年的钻探费用也高达5000万英镑(约合人民币6.7亿)。

　　“地球号”全长210米，宽38米，重达5.7万多吨，一次填充燃料最远可航行1.48万海里，是世界上最大吨位的海洋探测船。船上的控制中心有最先进的航行控制系统和航海图等，其雷达可以进行360度的观测，而现有雷达的辐射角度一般只有180度。

　　“地球”号的使命不仅仅局限于生物学方面。科学家希望从地幔取回的样本还能提供地震、火山、地质、环境和气候等方面的丰富信息。

　　到达地幔需一年

　　“地球”号在去年7月正式交付给日本“海洋研究开发机构”旗下的“地球深部探测中心”。从1月16日开始，它将进行多次海上钻探实验。随后，“地球”号将驶往距离名古屋海岸200公里处的太平洋海域，这里水深2500米，从海底算起，地壳约5000米，是全球地壳相对较薄的地方，也是人类深入地幔的最佳通道。据专家预测，从这里钻透地壳到达地幔，可能需要一年的时间。

　　“地球”号将钻探到创纪录的海底深度(构造板块交叠区域以下)，然后将传感器放到那里，从而能更准确地预报地震，显著推动地震学的发展。另外，科学家利用取自地幔的岩石样本，更好地了解地球环境历史，尤其是冰帽以下区域的历史，这将为科学家找到地球磁场极性不断变化的原因提供线索。该项目首席工程师称:“我们将有可能在200摄氏度的温度和制造工业钻石的压力条件下实施钻探，穿过甚至连石油开采业也从未触及的岩石。”

　　“地球”号项目得到了美国、韩国、中国和几个欧洲国家的资金支持和参与，不过仍由日本海洋地球探索科技局负责，经费主要来自日本纳税者。

　　(综合)

　　“地球”号·任务

　　寻找细菌，取回地幔样品

　　据日本“地球”号探测项目负责人平良朝彦博士称，“地球”号此次出航的主要任务是在海洋地壳和上地幔之间寻找细菌。

　　地幔的岩石与海水发生化学反应时产生了生命存在的必需化合物，这意味着那里可能存在生命，也许就能够找到生命起源的证据。生命科学理论认为，生命可能以未知的温度和压力起源自地壳之下区域。揭开生命第一层伪装的能量可能是地热而不是太阳能。科学家长期以来一直在对地幔样本进行研究，但从未有人在样本中见过“活的”生物或是有机会见到生活在其中的微生物。

　　“地球”号的钻探深度达到了目前的3.5倍，这样科学家们就可以随心所欲地取到地球不同深度的样本，并当场在船上进行分析，了解地球各个断层的机理、生物状态和可利用矿物质成分等。

　　此外，“地球”号的另一项任务是取回地幔样品。据了解，从“地震巢”取回的沉积物和岩芯有助于地质学者更加有效地研究引发地震的机制，做出更加准确的地震预报。此外，探测计划也可能有其它的发现。日本在以前的海底钻探过程中已经带回了抗热酶，现已应用到洗涤粉中。人们希望此次能在上地幔处发现从未见过的细菌，如果它们能存活于100摄氏度的高温中，那么带回地面后可能会对人类大有用处。

　　康娟

　　“地球”号·装备

　　“海上宇宙中心”

　　“地球”号是世界上最大的探测船，它将史无前例地钻入海底以下7000米深处。当然，“地球”号的装备也是最先进的。

　　“地球”号配备了最精密的海上仪器，其雷达可以进行360度的观测。此外，“地球”号还架起了世界上最高的船上钻井架，高出海平面121米，特殊材料制作的钢管衔接起来后，不断送入地下，最长将达到9500米，因钻探而产生的岩石、泥土等将通过这个管子送回到船上。如果“地球”号停泊在水深2500米的海洋进行深海钻探作业，它可以从海底再向下钻探7000米，达到地幔层。目前，海底钻探的世界纪录是2111米，这样的深度不仅不能到达地球中心，就是想到达一般大地震发生的震源地也很难。

　　此外，“地球”号还配备了6个旋转式深海钻探推进器。这些钻探推进器均由全球卫星定位系统控制，保证能够垂直钻井，不会出现任何偏差。该钻探推进器的钻头周边还有特殊的套筒装置，内装减震仪器和排气管，钻探时一旦遇到石油或者地壳温度过高的岩石，就可以保护钻头。监测系统若发现有煤气等有毒气体喷出，就会自动封闭挖掘管道，停止挖掘。

　　由于设备先进，装备现代，“地球”号获得了“海上宇宙中心”的美誉。

　　“地球”号·前辈

　　大洋钻探越来越深

　　长期以来，人们就试图通过各种方法对地球进行探测，但由于坚硬的地壳岩石的阻隔，迄今为止，人类对地球内部仍然知之甚少。20世纪以来，人类共进行了三个宏伟的大洋探测计划。

　　“深海钻探计划”

　　第一个探测计划是20世纪60年代美国提出的“深海钻探计划”(1968年－1983年)。为了获取地壳、地幔之间物质交换的第一手资料，美国自然基金会从1966年起开始筹备“深海钻探计划”。1968年8月，“挑战者”号深海钻探船第一次驶进墨西哥湾，开始了长达15年的深海钻探。该船所收集的大量资料，为地球科学带来了一场革命。

　　“大洋探测计划”

　　第二个计划是1985年1月美、英、法等国的“大洋探测计划”(1985年－2003年)。通过该计划，科学家揭示了海洋地壳结构和海底高原的形成，证实了气候演变的周期和地球环境的突变事件，分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学的一次又一次重大突破。

　　“综合大洋探测计划”

　　第三个计划就是从2003年10月1日开始启动的“综合大洋探测计划”(2003年－2013年)。该计划以“地球系统科学”思想为指导，计划打穿大洋，直捣地幔，揭示地震机理，查明深部生物圈和天然气水合物，理解极端气候和快速气候变化的过程，为国际学术界构筑起新世纪地球科学研究的平台。同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。包括日本、美国、欧盟国家和中国在内的十多个国家参加了这一计划，参加国将有权分享获得的资料，也将分担大洋钻探的费用，其中日本是最大的出资国。

　　这部深海研究的“三部曲”是国际地球科学历时最长，规模最大、也将是成绩最为突出的合作研究计划。“地球”号是为“综合大洋探测计划”特别打造的。此外，还将有一艘现代化动态定位的钻探船配合“地球”号进行使用，该船将替换在前两个计划中进行探测的“决心”，由美国国家科学基金提供并进行操作。

　　“地球”号·相关

　　地球内部结构

　　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，主要是由富含硅和铝的硅酸盐岩石所组成的硬壳，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(如我国青藏高原)。整个地壳平均厚33公里。

　　地幔位于莫霍面和古腾堡面之间，厚为2900公里。以1000公里深度为界，地幔可分为上、下地幔。上地幔主要由含铁、镁多的硅酸盐物质组成，平均密度为每立方厘米3.5克。由于随深度增加温度升高，大约在离地表100至150公里范围内温度最高，近于岩石的熔点，地幔物质处于塑性流动状态，称为“软流圈”。

　　从古腾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至13克。

　　康娟

　　图:

　　对人类来说，“地心”一直是一个巨大的谜。好莱坞就曾以地心为题材，拍摄了大片《地心末日》。

　　距离名古屋海岸200公里处的太平洋海域，从海底算起地壳深约5000米，是人类深入地幔的最佳通道。