「決心」號由美國製造，是世界上最先進的大洋鑽探船之一。(取材自南方都市報) 分享 facebook 經過多年航天領域的迅速發展，人們對於太空有了更多認識，但對海的了解卻遠不如太空。面對汪洋大海如何「問」歷史？「鑰匙」正是在海底深處。現場 鋼管戴套探5300米2月13日，在香港維多利亞港口，來自全球各地的33位海洋科學家在這裡集結，其中包括13位中國專家。他們登上停靠等待的美國「決心」號鑽探船後，船駛往南海北部深處，開啟為期60天的鑽探考察。他們都有一個共同的目標，在南海放下「探海神針」，讓它插入近4000米深的海底，穿透1000多米的沉積層，取出「神秘」岩石，以掌握打開南海如何「由陸地變為海洋」謎題的「鑰匙」。這是由中國科學家主導的第三次南海大洋鑽探。決心號鑽探船上的「月池」，鑽桿從此處下海。(取材自南方都市報) 分享 facebook 南海北部陸緣一直被科學家譽為開展大陸破裂研究的「天然實驗室」。此次鑽探計畫，也選在了南海北部，確定的四個鑽探站位分別分布在南海北部的外緣隆起、洋陸過渡帶、胚胎洋盆、成熟洋盆地帶。已經歸航的367航次主要負責中間兩個鑽探位，編號為U 1499和U 1500兩個點的鑽探。在起伏不定的海浪中要穿過數千米深的海水，再鑽入海底深處獲取一管管岩芯樣品，其難度可想而知，「每一個環節都是來之不易」，中國科學院南海海洋研究所孫珍教授感嘆，她說，插入海底的「探海神針」是從「決心」號中部一個連接大海的「月池」中入水的。深入大海的鋼鐵管子就像是「套娃」一般，大管子套著小管子。為了鑽取深層的基底岩石，在最外層加設了稱為「套管」的管子，布放在海底沉積物中，它如一層強大的保護膜，防止插入海底深部時，鬆散的上部岩層倒塌干擾岩石取樣，這次U 1500站位安裝的單層保護套管長達842米，創下了大洋鑽探的歷史紀錄。由於通往海底之路漫漫，每層管子並不是一插到底，而是一段段接駁插入，一直接到海底，隨著取樣的深入，連接的鑽管長度也漸加長。在U 1500鑽位，接駁的鑽管長度最長達到5300多米。定位 靠地震波繪海底圖面對一望無際又深不見底的汪洋大海，技術人員當初如何確定鑽探點？孫珍表示，科學家對於海底環境並非「一無所知」，在鑽探開始以前，技術人員已經運用「人工地震」對南海北部做了一個全方位的「CT掃描」。「地震在普通人看來是一種災害，但它卻成為科學家獲取海底地圖的常用手段。」孫珍說。據介紹，「海底地震」的操作主要透過向海底放出巨能量「空氣炮」來撼動海底，「就跟小時候看炸爆米花一樣」，同時讓早已拖在船後的地震電纜記錄出海底返回的地震波，透過源源不斷地放炮和記錄，多條地震波透過電腦分析就可描繪出初步的「海底圖鑒」了，科學家正是根據這個圖鑒來選定具體的鑽探位置。有了地圖，如何定點？孫珍表示，鑽探的定點通常要根據海底地形來選擇。如第一個鑽位U 1499的位置，正選在了南海北部大陸邊緣、地殼減薄到最小的地方。鑽孔只要打穿海底800多米的沉積層，就可以鑽取正下方一個「小山丘」的山頂岩石。這個「小山丘」很可能就是由於地殼減薄、莫霍面上揚、下地殼出露所形成的，是南海由大陸變為海洋前的最後一段基底岩石。帳本 科考航母日砸百萬「其實真的是一艘豪華的科考船。」中國科學院南海海洋所海洋地球物理學博士張錦昌首次踏上「決心」號，他如是描述。孫珍介紹，「決心」號大洋鑽探船全名為「JO ID E S·決心」號，由美國製造，是世界上最先進的大洋鑽探船之一。「決心」號共有七層，船長143米，寬度21米，排水量1.86萬噸，能在海上連續航行75天。作為科考船，它的科研能力不容小覷。1400平方米的實驗室，包括沉積學、岩石學、古生物學、地球化學、地球物理、古地磁等7個科研範疇。實驗室還配備電子掃描顯微鏡、X射線熒光計、X射線衍射計、氣相色譜儀等諸多先進儀器，堪稱一座國際合作的深海研究「航空母艦」。出航兩個月，龐大的「決心」號要花費多少？孫珍介紹，每個航次花費約950萬美元，算下來平均每天15萬美元，約等於100萬元人民幣。兩個航次將花費1.2億元人民幣。海洋科學研究需要大量的投入。孫珍說，石油公司去深海打一口井，成本達5億-10億元，這夠「決心」號運行4-5個航次。「比如另個鑽探平台提供者，日本的『地球』號雖然技術先進，可以鑽油、氣等，但運行成本高出『決心』號三到五倍。各個國家都還在用『決心』號的主因是便宜，而且產出可觀」。突破 更新大陸破裂理論「對人類來說，『下海』比『上天』的難度更大。我們對海的了解還不如太空。」面對汪洋大海如何「問」歷史？「鑰匙」正是在海底深處。孫珍解釋，海底的岩石層都有規律，一般而言，最古老的沉積層在下，年輕的則靠上，透過對它的「解剖」，可以極大幫助解密海洋的變遷史。向海底岩石詢問滄海桑田的變化，是海洋科學家們的慣用手段。早在1999年，第一次南海大洋鑽探O D P184航次就從南海3000多米深的海底以下鑽取到了沉積物岩芯，並從中讀取了西太平洋最近3000萬年的氣候變化紀錄，掌握了南海在「長成」以後「後半生」歷史。2014年第二次南海大洋鑽探IODP349航次中，科學家為南海洋盆初步刻畫了「從出生到死亡」的時間軸。而第二次南海大洋鑽探的研究結果表明：南海東部海盆「出生」於3300萬年前，「死亡」於1500萬年前；西南部海底「出生」於2360萬年前，相對較晚，而「死亡」則於1600萬年前。前兩次的鑽探，科學家們已初步揭示了南海的「後半生」。而今年科學家第三次回歸南海大洋鑽探，想法則更加「瘋狂」，他們要聚焦南海「前半生」，解開南海成因，探尋大陸如何破裂、海洋盆地如何形成的科學之謎，這將意味著鑽探要去到更深，難度更大。對於海陸變遷的謎題，目前科學界並沒有一致的定論，但普遍沿用的是以大西洋為「藍本」的非火山型大陸破裂理論。然而，在南海的早期研究中，已經有初步證據顯示，南海的成因可能與大西洋藍本不盡相同。孫珍表示，南海的運動速度是中速到慢速擴張，代表全球大多數海盆擴張方式，南海版本可能在世界海洋研究中更具代表性，而這次的鑽探將有望帶來「大陸破裂」理論的新版本。「決心號」鑽探時使用的球果型鑽頭。(取材自南方都市報) 分享 facebook
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