观测星空我们可以使用天文望远镜,那么观测宇宙的内部我们可以使用什么呢?事实上,长久以来我们只观测到了地球母亲美丽的表面,可是对她的内部情况却知之甚少。地球的内部到底是什么情况?也是和表面一样神奇而美丽吗?为了得到这个问题的答案,人们一直在寻找着最科学最正确的研究方法。
中国近海石油钻井台
从人类诞生之日起,我们已经在地球上生活了近百万年,可就在我们对外太空派出一批又一批探测器的同时,我们对地球的内部结构却仍然知之甚少。现代科学技术的高速发展已经为我们“上天”探索宇宙提供了便利,为“深潜”了解海洋深部的奥秘打开了窗户,可是唯独“入地计划”——了解地球内部结构的科学探索却困难重重。可即便如此,我们还是在不断努力着,以希望能够早日揭开地球内部之谜。
自上个世纪70年代开始,俄(前苏联)、美、英、法、德等14个国家已经先后实施了“大陆科学钻探计划”。所谓“大陆科学钻探”就是通过钻孔获取岩芯、岩屑、岩层中的流体(气体和液体)以及进行地球物理测井和在钻孔中安放仪器进行长期观测,来获取地下的各种信息。
令人惊喜的是,这些钻探计划都取得了不菲的成绩:前苏联科拉SG3超深井的观测揭示了此前通过地震反射推断的、认为全球普遍存在的上下地壳之间的“康拉德面”并不存在;德国KTB超深井则否定了此前人们一直认为存在的推覆体,此外他们还意外地发现了莫氏面下有地球强磁场的存在;乌克兰的探测取得了超高的经济利益,他们在聂伯-顿涅茨盆地的前寒武纪基底中发现了五个大的储油层,在此基础上他们建成了产量21900万吨的工业油田。这五大储油层的发现使“无机生油论”再次成为热点。在贫矿的科拉半岛,科拉深井居然发现铜镍矿床,据预测,这些矿藏开采后可收回全部钻探头。除此以外,人们还通过大陆科学钻探发现地下的流体会随着深度的增加而增加,这一结论与以前部分科学家猜测的完全相反,不过,同时它却为流体来源于地幔的理论提供了更多的依据。
大陆钻探与开采人类对地球的认知进入一个新的阶段
地顶勘探推进了石油开采工业为人类造福(www.xing528.com)
除了物理学和地质学方面的发现,大陆科学钻探还使地球生物学获得了突破。你相信地下深处存在着生物吗?根据钻探探测,在地下1~4千米的深处有一个地下生物圈存在,那里有种类繁多、可以在极端环境下(高温高压)存活的微生物。更令人惊奇的是,这些生物在地下深层同样有着成岩、沉淀、成矿及生油的作用。可以说,这是开辟生命科学新领域的重大发现!
此外,气候学家们还希望能够通过大陆科学钻探取得更多的史前气象资料。令他们满意的是,格陵兰的一口3200米的科学钻孔打穿了北极冰盖。通过对冰盖截面的研究,他们获得了25万年以来地球气候变化的一系列信息。比如,他们在这里发现了公元79年意大利维苏威火山爆发造成的酸雨痕迹,1815年印度尼西亚火山爆发所生成的火山灰,甚至还有前苏联“切尔诺贝利”核电站泄漏事故飘散的放射性粒子尘……可以说,大陆科学钻探计划为了解古代地球地质、气候、生物等方方面面的情况都立下了汗马功劳!
在大陆科学钻探方面,我国也不甘落后。“九五”期间,国家投资1.76亿元,在江苏省东海县进行了大陆科学钻探项目开发。我国的大陆科学钻探工程是继前苏联和德国之后进行的第三个钻探深度超过5000米的科学深钻,也是全世界穿过造山带最深部位的科学深钻。通过这一钻探工程,我们建成了亚洲第一个深部地质作用长期观测实验基地,同时建成了亚洲第一个大陆科学钻探和地球物理遥测数据信息库,以及亚洲第一个研究地幔物质的标本岩心馆和配套实验室。这一“功在当代,利在千秋”的科学考察计划使我国在超高压变质带和地幔物质研究领域达到国际领先水平。
我国的大陆科学钻探工程
上天、入地、下海是上个世纪人类先后开始的探秘世界的三大壮举。其中,被称为“伸入地球内部的望远镜”的大陆科学钻探活动是带动整个地球科学和相关工程技术发展的重大科学工程,具有划时代的意义。
神奇的地震预测
“大陆科学钻探”不仅能够研究地质地貌,而且还能够探测预报地质灾害的发生。2004年12月26日8时,正在江苏省东海县毛北村中国大陆科学钻探工程“科钻一井”进行观测的科研人员突然发现,地下4900米处的流体中Ar和He含量发生变化。就在大家为这一变化感到惊讶的时候,4700公里外的苏门答腊便在一个小时后发生9.3级地震。虽然这次观测没有预报发生地震的准确地点,但它还是证明,利用大陆科学钻探深井完全可以检测地震的远程和近程效应,从而提供准确的地震预报!由此,一个地震预报领域的新技术课题展开了。
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