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日本科學家打算從海上挖進地球的上地函

「地球」號科研鑽探船最晚 2030 年前希望能突破地殼和地函的邊界。

Andy Yang
2017 年 4 月 10 日, 下午 06:01
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地球是顆半徑有 6000 公里的大圓球,但除了最上面薄薄的一層「皮」之外,我們對於裡面到底是什麼樣子,只有依靠地震波穿透地層時的折射的間接證據,事實上是非常「淺薄」的了解。甚至是離地殼表面只有十多公里遠的上地函(上地幔)的確切組成成份是什麼都無法確定呢。

為了了解地球內部是什麼樣子,前蘇聯在 1970 年代起曾經在靠近挪威邊界的科拉半島挖了一系最超深的科學探堪井,其中最深的一個在 1989 年時達到了 12,262m 的深度。然而到了這個深度後,科學家發現四週的岩石已經不再是固體,而是因為高溫的作用而開始「塑膠化」,鑽頭變成彷彿在高溫的黏土裡前進,孔壁也無法再維持支撐力。最後鑽探計畫以鑽頭卡死在孔洞深處告終,事實上只突破了地殼預估厚度的 1/3 而已。



如今日本國立海洋研究開發機構(JAMSTEC)有意接手這個挑戰,從較薄的海洋地殼入手,派出科研鑽探船「地球(Chikyu)」號前往夏威夷附近的海域,試圖首度鑽破地殼,一探上地函的究竟。雖然說這裡是地殼特別薄的地方,讓它理論上不需要鑽出個像科拉一樣深的洞就能到達地函,但海上鑽探也有它自己的挑戰,不僅要維持探測船在上方的位置,而且甚至在開始鑽之前就要先穿過 4km 深的海水才能到達「地表」呢。

目前 JAMSTEC 準備先在今年九月花兩個月的時間確認鑽探地點,如果夏威夷附近證實不合適的話,墨西哥和哥斯大黎外海也是個選項。整個計畫預計將花費 5.42 億美元,希望最晚 2030 年之前可以開始鑽挖,取得地殼形成和板塊運動原理的資訊,順便看看在如此深處有沒有微生物存活。日本是大金主,除了出船之外,也將做為研究費的主要出資者 -- 畢竟日本自身是全球地殼最活躍的地區之一,對於了解地殼活動也是最急迫的吧!