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    一塊瘋狂的石頭

    2019-08-12 05:45:17左蘇
    知識窗 2019年7期
    關(guān)鍵詞:石頭科學(xué)家物理

    左蘇 ?

    在法國科幻作家凡爾納的小說《地心游記》中,主人公來到了地球深部,在地下夢幻般的未知世界中穿行,還遇到了各種各樣的奇異生物和驚心動魄的危險。現(xiàn)實(shí)中的地下世界也會這樣光怪陸離嗎?人類目前無法抵達(dá)的地球內(nèi)部到底是什么樣子呢?

    答案或許可以從一塊瘋狂的石頭開始。

    它叫巖芯,別看它灰不溜秋的不起眼,卻有一種神奇的魔力。

    巖芯沉睡于地下數(shù)千米,是一塊會“說話”的石頭,如果你能解讀它,聽懂它的“語言”,就知道它到底有多“瘋狂”了。它不僅可以告訴人們來自地球深部的秘密,還能知曉過去,感知未來,地理、生物、物理樣樣精通,妥妥的一枚全能“學(xué)霸”。

    通過巖芯,人們能夠研究地球深部的構(gòu)造及演化,對于過去地球的物理探測結(jié)果進(jìn)行校驗;在能源開發(fā)利用方面,它會告訴人們哪里有礦藏,哪里有能源;在環(huán)境科學(xué)方面,它會進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警;對于研究和預(yù)測未來全球氣候變化,它有足夠權(quán)威的話語權(quán),而且它還包含著十分重要的遠(yuǎn)古信息?;鹕?、地震等自然災(zāi)害讓人類損失巨大,巖芯或許可以引領(lǐng)人類找出災(zāi)難的成因,以及預(yù)警和應(yīng)對的方法。

    巖芯珍貴,得來也不易。從地殼、地幔到地核一層層往下,巖層、水層、溫度、壓力等因素千差萬別,想要在它上面打一口井將巖芯取出來并不容易。要打一口數(shù)千米的超深井,更是難上加難,為了得到它,科學(xué)家們費(fèi)勁了心思。

    20世紀(jì)90年代初,28個國家的250位專家出席并制定了一項國際大陸科學(xué)鉆探計劃,目標(biāo)正是獲取巖芯。1996年2月26日,中國、德國、美國三國正式簽署合作備忘錄,成為此項計劃的發(fā)起國和首批成員國。

    此后,我國開始了在松遼盆地打一口鉆穿白堊紀(jì)的科學(xué)鉆探井項目,計劃施工井深6400米。通過該項目提取的巖芯可以研究白堊紀(jì)氣候,并刻畫出生物的演化過程,它也將成為研究白堊紀(jì)時期氣候變化的檔案。

    人們普遍認(rèn)為是小行星撞擊地球造成了氣候劇變,最終導(dǎo)致了恐龍的滅絕,但科學(xué)家通過判讀巖芯,發(fā)現(xiàn)在遭到隕石撞擊之前,地球的氣候環(huán)境已經(jīng)十分惡劣。6630萬年前,印度德干高原的火山猛烈噴發(fā),噴出的氣體導(dǎo)致大氣中二氧化碳的濃度急劇上升,造成溫室效應(yīng),地球劇烈升溫,地球的生態(tài)系統(tǒng)面臨絕境,隨后的小行星撞擊使得地球生態(tài)系統(tǒng)徹底崩潰,導(dǎo)致恐龍徹底走向滅絕。

    巖石有堅硬的,比如花崗巖,也有軟的,比如泥巖,還有物理結(jié)構(gòu)十分脆弱的泥巖、粉砂巖等。不管硬的還是軟的,巖芯被抓取出來都很容易破碎,很多巖芯提取到地面后馬上就破碎或斷裂了。

    巖芯的形成也是一個極其漫長的過程,一百年才能沉積下一厘米的巖芯,如果巖芯缺失了一米,就代表著缺失了盆地發(fā)育中一百個百年的記錄。巖芯取出的越完整,對科學(xué)家的研究來說就越科學(xué)、越徹底。否則,巖芯就會喪失它該有的語言能力。

    巖芯從地下提取出來后,首先由鉆探現(xiàn)場技術(shù)人員將巖芯按順序進(jìn)行整理、清洗和拼裝,緊接著由地質(zhì)學(xué)家對它們展開地質(zhì)描述、圖像掃描、高分辨率照相、數(shù)據(jù)分析等工作,從而獲取各個地層的基本地質(zhì)信息。

    為了妥善保管巖芯,科學(xué)家還需要在每隔一小段距離處給它們貼上獨(dú)有的身份編碼,包括鉆井名稱、深度等信息,再經(jīng)過修復(fù)、拋光、澆鑄等技術(shù)將其保護(hù)起來,以供研究。

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