科学家刘真发现:极高QLg分布对波罗的地盾古老克拉通核的约束

B站影视 港台电影 2025-09-16 02:39 1

摘要:1989 年的科拉半岛,苏联的钻井工人盯着仪表盘上的数字屏住了呼吸 —— 钻头已经抵达地下 12263 米,这是人类当时挖得最深的 “地球伤口”。

苏联钻井队

1989 年的科拉半岛,苏联的钻井工人盯着仪表盘上的数字屏住了呼吸 —— 钻头已经抵达地下 12263 米,这是人类当时挖得最深的 “地球伤口”。

这个位于波罗的地盾上的超深钻孔,不仅挖出了含金量 80 克 / 吨的金矿,更无意间为半个世纪后解开地盾的古老秘密埋下了伏笔。如今中国科学家通过另一种 “透视眼”,终于看清了这片土地的深层真相。

上世纪 70 年代,美苏冷战正酣,美国登月成功后,苏联换了个赛道, 往地球里钻。他们选中了波罗的地盾上的科拉半岛,这里可是欧洲大陆最 “老” 的地方之一,覆盖着斯堪的纳维亚半岛、芬兰等 110 万平方公里土地,像一块坚硬的 “地球基石”。

1970 年 5 月为给列宁百年诞辰献礼,科拉超深钻井正式开工。苏联下了血本:参与的科学家能在莫斯科分房,月薪堪比大学教授年薪,现场建了 16 个研究室专门分析岩心。

科拉半岛

13 年间钻头从 7263 米挖到 12263 米,比珠峰还深一截。挖到 3000 米时,科学家发现岩石成分竟和月球土壤一样;6000 米处,找到了保存完好的浮游生物化石;

9500 米深的岩层里,藏着黄金和钻石,含金量是普通金矿的 20 倍。可到 1992 年,项目突然停了 —— 不是传说中挖到 “地狱哭声”,而是苏联解体没钱了

再加上 300 多摄氏度的地下高温,钻头撑不住了。当时没人想到,这个半途而废的深洞,所在的波罗的地盾,竟是研究地球古老地壳的绝佳样本。

科拉钻孔停了,但人类探索地盾的脚步没停。中国科学院的刘真博士团队,用了一种更 “聪明” 的方法 —— 靠地震波给地球做 “CT”。

原来,地球里藏着各种地震波,其中 Lg 波能在大陆地壳里稳定传播,就像医生用的 X 光。波的衰减速度藏着秘密:衰减慢,说明地壳坚硬稳定;衰减快,可能是有熔融区或结构松散。这比钻洞更高效,能一次性 “看” 到大片区域的深层结构。

刘真

团队收集了斯堪的纳维亚半岛周边大量地震台站的数据,构建出高分辨率的 Lg 波衰减模型。这下,波罗的地盾的 “骨架” 清晰了:边缘区域 QLg 值(地壳介质减衰重要参数)很低,比如西北缘的加里东构造带,因为碰撞后有熔融区,地壳强度弱;

西南缘的北海盆地更糟,薄地壳加厚沉积,成了衰减最厉害的地方。而地盾中间,QLg 值高得惊人,对应着厚地壳和坚硬的岩石圈。

这正是科学家要找的 “古老克拉通核”—— 地球最稳定的 “基石”,是元古代造山运动时俯冲碰撞形成的,就像给地盾打下了坚实的地基。

地震波

最让人惊喜的是,这个 “地震 CT” 还解决了一个百年难题:被波罗的海淹没的区域,到底算不算古克拉通?

因为海水覆盖,这些地方没法挖岩心测年,以前谁也说不准。但 Lg 波不管这些,能直接穿透海水 “透视” 地下。

成像结果显示,波罗的海下面藏着大片高 QLg 值区域,和陆地的古老地壳连为一体。这就实锤了:这片海底也是地盾的核心部分,只是被海水盖住了。

波罗的海

这可不是小事。波罗的地盾记录了从 35 亿年前到新生代的构造历史,它的克拉通核范围,直接关系到我们对地球早期演化的理解。

科拉钻孔当年挖了 1 万多米,也只摸到了地壳的 “表皮”;而现在靠地震波,一下就勾勒出了整个地盾核心的轮廓,效率差了上千倍

从冷战时砸钱钻洞,到现在用地震波建模,人类探索地球的方式变了,但好奇心没变。科拉超深钻孔虽然停了,却留下了宝贵的岩心样本,证明了波罗的地盾地质的古老性;

刘真团队的研究则用更先进的方法,把局部发现扩展到了整个区域。就像先靠显微镜看到细胞,再用 CT 看清器官,两者相辅相成。

波罗地地盾

如今科拉钻孔的洞口已经被金属盖封死,成了冷战遗迹;但它所在的波罗的地盾,还在给我们讲地球的故事。那些高 QLg 值的区域,就像地球的 “记忆胶囊”,藏着 30 多亿年前地壳形成的密码。

从 1.2 万米深的钻孔,到穿透海陆的地震波,人类对地球的了解越来越深。或许有一天,我们能结合这两种方法,真正摸清地球 “基石” 的全部秘密 —— 而这一切的起点,就是那个冷战时期挖在波罗的地盾上的深洞。

来源:暮时史分

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