[圖文]日本鑽探進最活躍海底地震帶1.6公里深處
鑽探用的導管
正在海上作業的地球號
正在海上作業的地球號
據美國《連線》雜誌網站報道,上月末,日本科學家成功的在世界上最活躍的海底地震帶鑽探約1.6公里深,這是第一個用於收集地震數據的深海鑽探工程。
深海鑽探船「地球」號使用一種叫做隔水導管鑽井的特殊技術鑽探距離日本東南部約58公里處的地震帶「南海海槽」的上部。通過收集巖樣和安裝長期監控設備,地質學家希望能夠知道聚集在南海海槽等俯衝帶的壓力究竟有多大。在南海海槽,菲律賓海板塊在日本島下面滑動。
隔水導管鑽探需要在深海鑽上套有一根大金屬管,這根金屬管叫做隔水導管,可從船上伸到鑽探點,有效地將船和海底連接起來。研究人員通過鑽管把微壓泥送下,然後經由隔水導管返回。美國康涅狄格大學的蒂莫西·布裡恩表示:「這樣鑽探的好處之一是這一微壓泥可保持圍巖不倒塌,這樣你就可以鑽得更深一些,而且更有利於控制。例如,可鑽近乎完美的垂直洞或急傾斜洞。」布裡恩是該研究的聯合作者。
使用隔水導管還更容易把在鑽探過程中收集到的礦樣和岩石片送回地面。南海海槽最近的斷裂發生在1944年和1946年,當時造成了8級以上的地震,還引起致命的海嘯。從那時起,兩個板塊就不時地在移動,但它們之間的邊界一直固定,結果造成壓力堆積。加拿大地質調查局的地質學家凱林·王(未參與這項研究)說:「我們知道,閉鎖斷層可不是安靜的東西,但我們不是很理解其中的原因。只要我們理解了閉鎖意味著什麼,我們就能知道它為下一次地震聚集了多少能量。」
南海海槽計畫是旨在通過鑽探來解決各種科學問題的國際綜合大洋鑽探計畫的一部分。綜合大洋鑽探計畫選擇鑽探南海海槽以獲得地震資料,是因為該地區有著新地震史和可鑽入斷裂帶的合適的地點。但是,這次鑽探並不會引起地震。從日本獲得的信息將有助於科學家理解其他地震高發的版塊邊界,如卡斯卡底俯衝帶,該俯衝帶沿太平洋海岸從英屬哥倫比亞向北加州延伸。
凱林·王說:「對於在北美的我們來說,好消息是南海俯衝帶和我們的俯衝帶非常相似。兩個俯衝帶都比一般俯衝帶更熱,而且聚集更多沉積物。通過研究南海俯衝帶,我們北美人能從這一計畫直接受益。差不多像我們在鑽自己的俯衝帶,因為我們會看到很多相同的東西。」
科學家第一次在南海海槽鑽探和取樣是在今年5月12日。初步鑽探之後,科學家對各種量表和測井儀進行了調節,使其可以進入鑽進內測量溫度、壓力、水壓和岩石滲透性。一旦收集到了足夠的數據,科學家們就準備在這個洞為未來安裝長期監控設備。