摘要：地球地幔占地球质量70%、体积84%，却从未被直接采样。国际海洋发现计划（IODP）团队在大西洋中脊的“失落之城”附近，钻取了1268米的岩芯，获得了上地幔主要岩石——蛇纹石化橄榄岩。但遗憾的是，他们仍未跨越莫霍面，未能触及原始地幔，这一探索有何意义？

地球地幔占地球质量70%、体积84%，却从未被直接采样。国际海洋发现计划（IODP）团队在大西洋中脊的“失落之城”附近，钻取了1268米的岩芯，获得了上地幔主要岩石——蛇纹石化橄榄岩。但遗憾的是，他们仍未跨越莫霍面，未能触及原始地幔，这一探索有何意义？

为了解地幔——地球岩石圈层中最厚的一层，科学家会钻探深层岩芯。

科学家钻取了迄今为止最深的岩芯，获得了蛇纹石化橄榄岩，这种岩石由海水与地幔岩石相互作用形成。

尽管这是人类钻探到的最接近地幔的深度，但此次任务并未发现位于莫霍面（Mohorovičić discontinuity，简称Moho）之外的原始地幔。

若想了解我们居住的这颗星球的地质结构，研究地幔是一个重要方向。地幔位于地球岩石地壳和熔融外核之间，占地球质量的70%、体积的84%。尽管地幔对地球地质活动影响巨大，但科学家从未直接采集过这一重要地质层的岩石样本。

这一点不难理解，毕竟地球地壳的平均厚度约为9至12英里（合14.5至19.3公里）。幸运的是，在地球某些特殊区域，地壳厚度异常薄，且断层活动会使地幔岩石通过裂缝暴露出来。大西洋中脊（Mid-Atlantic Ridge）就是这样一个区域，尤其是在一座名为“亚特兰蒂斯高地”（Atlantis Massif）的水下山脉附近。

该高地南侧有一片被称为“失落之城”（Lost City）的热液区，这里的热液流体碱性极强，且富含氢气、甲烷和其他碳化合物。这一区域为解释地球早期生命如何演化提供了重要线索。此外，这里还存在地幔岩石与海水发生“蛇纹石化”作用的现象——这种作用会改变岩石结构，使其呈现出类似绿色大理石的外观。

2023年5月，国际海洋发现计划（IODP）的研究人员在这片热液区以南800米处，乘坐由美国国家科学基金会（NSF）租用的“乔迪斯·决心号”（JOIDES Resolution）科考船（船长470英尺，合143.3米），钻取了一段1268米长的岩芯。岩芯中含有深海橄榄岩——这种岩石是地球上地幔的主要组成部分。相关研究成果发表在《科学》（Science）期刊上。

尽管这段岩芯是目前人类获得的最接近地幔的样本，但钻探到如此深度并非此次创纪录科考任务的初衷。

卡迪夫大学（Cardiff University）岩石学家、该研究的合著者约翰·利森伯格（Johan Lissenberg）告诉《自然》（Nature）杂志：“我们最初只计划钻探200米，因为这是此前人类在了你知道吗？在地球地幔岩石中钻探过的最大深度。”他表示，此次钻探过程异常顺利，进度比预期快了三倍。最终，团队钻探到了1268米的深度，后来因任务窗口期有限才停止。

该研究的合著者、利兹大学（University of Leeds）科学家安德鲁·麦凯格（Andrew McCaig）在《对话》（The Conversation）的一篇文章中提到，对岩石的初步分析显示，这段岩芯的成分包括一种名为方辉橄榄岩的橄榄岩（由地幔岩石部分熔融形成），以及辉长岩（一种粗粒火成岩）。这两种岩石随后都与海水发生了化学反应，改变了自身成分。

这段岩芯为人类了解地球地幔提供了宝贵机会，也让科学家得以深入研究“失落之城”热液区下方的地质基底。但遗憾的是，此次任务未能完成“重大挑战”——跨越莫霍面（Mohorovičić discontinuity）。莫霍面，简称莫霍面（Moho），被认为是地壳与原始地幔的真正分界线。

未来的科考任务可能会继续探索亚特兰蒂斯高地附近区域，但遗憾的是，这些任务将无法使用“乔迪斯·决心号”科考船——美国国家科学基金会已决定，不再为2024年后的岩芯钻探任务提供资金支持。就在科学家终于即将叩开地球最主要地质层大门之际，这类钻探任务的未来却变得不确定。

来源：悠悠趣闻