長知識:人類首次打穿地殼,會引起火山爆發嗎?
此時此刻,中美英等12國科學家正在西南印度洋一處名為「亞特蘭蒂斯淺灘」的地方打穿地殼與地幔的邊界,這也是人類歷史上首次鑽穿殼幔邊界。此時此刻,遠在近萬公里之外的中國大量網友,發出了自己的擔心:「打穿了地幔,海水是否會倒灌進去?」 「是不是會...此時此刻,中美英等12國科學家正在西南印度洋一處名為「亞特蘭蒂斯淺灘」的地方打穿地殼與地幔的邊界,這也是人類歷史上首次鑽穿殼幔邊界。此時此刻,遠在近萬公里之外的中國大量網友,發出了自己的擔心:「打穿了地幔,海水是否會倒灌進去?」 「是不是會打出岩漿?」 「會不會引起火山爆發?」
還有些中國網友關心起了地球母親的感受:「不要毀了地球,自取滅亡!」 「人類可以上天探索,但是切忌不要入地,那是生存家園的根基,出不得半點差池,請停止吧!」真會如此嗎?
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地球的結構
先來普及下地球結構的知識。地球內部存在兩個主要的間斷面:第一個間斷面位於地表下平均30多公里處,稱莫霍洛維奇間斷面(簡稱莫霍面或M界面);第二個間斷面位於地表下約2900公里處,稱谷登堡-維舍特間斷面(下稱谷登堡面)。而這兩個間斷面就把地球內部分為三個圈層:地殼、地幔、地核。
地殼是固體地球的最外一圈,主要由硅酸鹽岩石構成,其範圍從地表到莫霍面。厚度變化較大,大洋地殼較薄,平均厚6公里,最薄處不到5公里;大陸地殼較厚,平均厚35公里,最厚處可達70公里。
地幔位於莫霍面和谷登堡面之間,厚2900公里。以1000公里深度為界,地幔可分為上、下地幔。上地幔中,離地表100-150公里範圍內溫度最高,近於岩石的熔點,處於塑性流動狀態,稱為軟流圈。從谷登堡面以下至地心部分為地核,厚3473公里。據推測,地核物質由鐵、鎳組成,溫度和壓力非常高,密度大,可達每立方厘米9.98-13克。
也就是說,12國科學家要打穿地殼與地幔的邊界,要打一個數公里的超深鑽井才行。據新華社報道,今後兩個月,這些科學家將鑽一個1300米深的鑽孔。在後續計劃中,科學家還將把這一鑽孔加深至3000米,最終打穿殼幔邊界。中國科學院地質與地球物理研究所劉傳周研究員、同濟大學海洋地質國家重點實驗室周懷陽教授、課題組成員馬強博士等人全程參加。
會毀滅地球嗎
接下來的問題是,網友們關於鑽穿殼幔邊界後會引起火山爆發的擔心是否多餘?12月21日下午,四川省地礦局教授級高級工程師範曉告訴澎湃新聞,地幔分為上下地幔,上地幔的上部有個軟流圈,這裡才是較普遍分佈的岩漿層,現在只是打穿地殼和地幔的接觸面,也就是莫霍面。
他還解釋,相比地殼的空間尺度和地質作用的規模,鑽探工程可以施加的影響是極其微不足道的,根本不可能因為鑽探而引起火山爆發。正在西南印度洋「亞特蘭蒂斯淺灘」參與鑽探活動的一位專家接受記者採訪時也認為,這次鑽探活動壓根不會引起火山爆發。
一方面,鑽頭到不了岩漿層,就算到達岩漿層,整個鑽具都會融化掉。因為岩漿層溫度很高,可以達到1200多攝氏度,目前的鑽頭承受不了這麼高的溫度;另一方面,地球太大了,這次打的鑽口是微不足道的。而且地球不是一個平層,會有各種各樣的斷層和裂隙,地球一些自然斷層的裂隙深度比鑽探的深度大多了,所以鑽探就相當於拿根大頭針在冰面上戳一下。
網友們「海水倒灌」的擔心同樣是多餘的。范曉表示,海洋鑽探現在是很普遍的一種工程行為,它被用於勘探能源礦產、金屬礦產、科學研究等,它有一套較成熟的技術,只不過這次鑽探深度很大而己,上述「海水倒灌」的擔憂毫無必要。
此外,大西洋、太平洋等大洋都有一個大洋中脊,這個大洋中脊是地殼不斷張裂、拉開的地方,不斷有地下熱水、岩漿湧出來,海水也會不斷充入這個生長的裂隙中,這也許可被稱為海水「倒灌」,這種極大尺度的地質作用過程,是人類的任何規模的工程活動都不能比擬的。
為何要打穿地殼
言歸正傳,中美英等12國科學家們首次打穿地殼與地幔邊界,具有重要的科學研究意義。正在西南印度洋參與上述鑽探活動的一位專家向澎湃新聞表示,和探索外太空一樣,大洋鑽探是人類探索未知世界的重要一步。「地球內部到底是怎樣的,實際上到現在很多都還是假說、推測。人類進行大洋鑽探,突破自然的局限,直接拿到樣品,以此觀察地球內部的結構構造、物質組成,這對科學探索而言是一大進步。」
范曉也讚賞這次大洋鑽探活動的科學研究意義。他表示,對地球深部物質的探索,早期主要是通過地質演化過程當中,因地殼運動被抬升暴露在地表的深部岩石來了解的。而隨着科學的發展,可以通過鑽探來直接了解地殼深部的結構和岩石組成。這對於了解下部地殼的結構、岩石的組成成分,包括它的一些物理化學環境等,有十分重要的意義。
據新華社報道,科學家期待通過超深鑽井取到岩芯后,研究一系列科學問題,如下地殼的岩石是如何分層的?下地殼中有多少地幔混入?莫霍面是否代表了地幔的蝕變邊界?下地殼和含水的地幔中是否存在生命?
[圖擷取自網路,如有疑問請私訊]
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