研究人员从地幔中提取了最深的岩石样本

华盛顿:

科学家们利用海洋钻探船在地幔岩石上挖出了有史以来最深的洞——穿透大西洋海床下4160英尺(1268米)——并获得了一个大样本，为了解地球上最大的地层提供了线索。

研究人员周四表示，这个圆柱形的岩心样本可以让我们深入了解地幔上部的成分，以及岩石在一定温度下与海水相互作用时发生的化学过程。他们说，这样的过程可能是数十亿年前地球上生命出现的基础。

地幔占地球体积的80%以上，是一层硅酸盐岩石，夹在地球的外壳和炽热的地核之间。地幔岩石通常是难以接近的，除非它们暴露在海底，分布在构成地球表面的大陆大小的缓慢移动板块之间。

其中一个地方就是亚特兰蒂斯地块，这是一座海底山脉，地幔岩石暴露在海底。它位于大西洋中部，就在形成北美板块与欧亚和非洲板块边界的大西洋中脊的西部。

2023年4月至6月，研究人员利用“JOIDES Resolution”号船上的设备，在海面下约2800英尺(850米)处钻入地幔岩石。他们回收的岩心样本包含了超过70%的岩石——长度为2907英尺(886米)——来自他们钻的洞。

“这次的采收率打破了以往钻探地幔岩石的难度，钻探深度不超过200米(656英尺)，岩石采收率也相对较低。相比之下，我们深入了1268米，恢复了大片连续的地幔岩石，”威尔士卡迪夫大学的地质学家约翰·利森伯格说，他是这项研究的主要作者，发表在《科学》杂志上。

“以前，我们在很大程度上仅限于从海底挖来的地幔样本，”利森伯格补充说。

岩心样品的直径约为2-1/2英寸(6.5厘米)。

英国利兹大学的地质学家、该研究的合著者安德鲁·麦凯格说:“我们在挖洞时确实遇到了不少困难。”

麦凯格说，研究人员在洞的最上面加了一个钢筋混凝土圆柱体衬里，“然后出乎意料地轻松钻了出来。”

他们记录了岩心样本中一种叫做橄榄石的矿物是如何在不同温度下与海水发生反应的。

“海底或附近的海水和地幔岩石之间的反应释放出氢气，氢气反过来形成甲烷等化合物，这些化合物是微生物生命的基础。这是地球生命起源的假设之一，”利森伯格说。

“我们对地幔岩石的恢复使我们能够在一系列温度下非常详细地研究这些反应，并将其与我们的微生物学家对岩石中存在的微生物的丰度和类型以及微生物在海底发生的深度的观察联系起来，”利森伯格补充说。

钻探地点位于失落之城热液区附近，这是海底热液喷口喷出过热水的区域。该岩心样本被认为是失落之城喷口下地幔岩石的代表。

麦凯格说:“关于地球上生命起源的一种说法是，它可能发生在类似于失落之城的环境中。”

岩心样本还在分析中。研究人员对它的成分做了一些初步的发现，并记录了比预期更广泛的融化历史。

利森伯格说:“尤其是正辉石，在从厘米到数百米的各种尺度上都表现出了广泛的丰度。”“我们将这与通过上地幔的熔体流动联系起来。随着上地幔在扩张的板块下面上升，它会融化，这种融化会迁移到地表，为火山提供养分。”

科学家们利用海洋钻探船在地幔岩石上挖出了有史以来最深的洞——穿透大西洋海床下4160英尺(1268米)——并获得了一个大样本，为了解地球上最大的地层提供了线索。

研究人员周四表示，这个圆柱形的岩心样本可以让我们深入了解地幔上部的成分，以及岩石在一定温度下与海水相互作用时发生的化学过程。他们说，这样的过程可能是数十亿年前地球上生命出现的基础。

地幔占地球体积的80%以上，是一层硅酸盐岩石，夹在地球的外壳和炽热的地核之间。地幔岩石通常是难以接近的，除非它们暴露在海底，分布在构成地球表面的大陆大小的缓慢移动板块之间。

其中一个地方就是亚特兰蒂斯地块，这是一座海底山脉，地幔岩石暴露在海底。它位于大西洋中部，就在形成北美板块与欧亚和非洲板块边界的大西洋中脊的西部。

2023年4月至6月，研究人员利用“JOIDES Resolution”号船上的设备，在海面下约2800英尺(850米)处钻入地幔岩石。他们回收的岩心样本包含了超过70%的岩石——长度为2907英尺(886米)——来自他们钻的洞。

“这次的采收率打破了以往钻探地幔岩石的难度，钻探深度不超过200米(656英尺)，岩石采收率也相对较低。相比之下，我们深入了1268米，恢复了大片连续的地幔岩石，”威尔士卡迪夫大学的地质学家约翰·利森伯格说，他是这项研究的主要作者，发表在《科学》杂志上。

“以前，我们在很大程度上仅限于从海底挖来的地幔样本，”利森伯格补充说。

岩心样品的直径约为2-1/2英寸(6.5厘米)。

英国利兹大学的地质学家、该研究的合著者安德鲁·麦凯格说:“我们在挖洞时确实遇到了不少困难。”

麦凯格说，研究人员在洞的最上面加了一个钢筋混凝土圆柱体衬里，“然后出乎意料地轻松钻了出来。”

他们记录了岩心样本中一种叫做橄榄石的矿物是如何在不同温度下与海水发生反应的。

“海底或附近的海水和地幔岩石之间的反应释放出氢气，氢气反过来形成甲烷等化合物，这些化合物是微生物生命的基础。这是地球生命起源的假设之一，”利森伯格说。

“我们对地幔岩石的恢复使我们能够在一系列温度下非常详细地研究这些反应，并将其与我们的微生物学家对岩石中存在的微生物的丰度和类型以及微生物在海底发生的深度的观察联系起来，”利森伯格补充说。

钻探地点位于失落之城热液区附近，这是海底热液喷口喷出过热水的区域。该岩心样本被认为是失落之城喷口下地幔岩石的代表。

麦凯格说:“关于地球上生命起源的一种说法是，它可能发生在类似于失落之城的环境中。”

岩心样本还在分析中。研究人员对它的成分做了一些初步的发现，并记录了比预期更广泛的融化历史。

利森伯格说:“尤其是正辉石，在从厘米到数百米的各种尺度上都表现出了广泛的丰度。”“我们将这与通过上地幔的熔体流动联系起来。随着上地幔在扩张的板块下面上升，它会融化，这种融化会迁移到地表，为火山提供养分。”