寻找生命起源 揭示地球奥妙
从大洋探索地心的宏伟计划
一、钻洞到地幔——日本明年实施地心探索计划
据英国《卫报》前不久报道，日本科学家将于明年实施一项宏伟的地心探测计划——在太平洋底钻出一个穿透地壳达到地幔的深洞，取得岩石和岩浆样本，从而尽可能多地了解促发地震的原因以及地层中记录的地球气候变化历程。同时也想了解地心深处是否存在着生命。
这项计划名为“综合大洋钻探计划”（简称OD21）由日本海洋科学技术中心在2000年提出。当时，恰逢美国主持的“大洋钻探计划”即将功告垂成。出于对地球深部研究工作重要性的认识，和对大洋勘探与研究深入发展的需要，这项计划立即得到美国的支持与合作，并于2003年10月1日开始启动。欧洲也联合起来，力争建成大洋钻探的“第三条腿”，与美、日分庭抗礼，增强其在大洋钻探中的地位，旨在争夺未来海上的主导权。
谈到这次地心勘测的目的，日本横滨地球探测中心的负责人平良朝彦介绍说：“主要目的之一是在海洋地壳和上地幔处寻找细菌。我们相信那里存在生命，这项寻找工作与在火星寻找生命一样意义重大。”另一项主要任务是取回分析用的地幔样品。而此项任务意义非凡，人类已经成功取回月球岩石用以研究宇宙，但是却从来没有到达过地幔。
二、6亿美元建造的“地球”号钻探船功能极为先进
为了实施“综合大洋钻探计划”，日本斥资6亿美元建造了“地球”号深海钻探船。这是一个庞然大物，船身长210米，排水量为5.75万吨，简直就是一座海上城市。船上装满了各种各样的高科技钻探设备，配备有能潜水1万米的深潜器以及海底钻孔的各种长期检测、监测设备等，是世界上迄今为止功能最先进的钻探船。
“地球”号钻探水深为2500米～4000米，钻孔最大深度自海底算起为4000米。在这种深度的钻井中可采集到以前无法获取的地壳岩层和沉积层的样品，井孔内侧可用于对地壳结构的观测。该船可对地球变暖、地震和生命起源等重大课题的研究作出贡献。“地球”号钻探船在今年的试航结束后，将开赴太平洋地壳最薄的地方打洞。如果一切顺利的话，真正的钻探将从2006年开始。
2006年只不过是一个开始，真正要钻探到地幔的话，技术、金钱和时间一样都不能少。日本科学家介绍说，钻探船要钻透最薄5000米深的地壳到达地幔可能需要一年多的时间。因此，钻探船将携带6个旋转式推进器，这些推进器都由全球卫星定位系统控制，保证能够垂直打洞，不会出现丝毫的偏差。另外，钻头周围还包裹有套筒，内装减震化学泥和排气管，钻探时一旦遇到石油或者地壳中温度过高的岩石，它们可以起到保护钻头的作用。技术、时间和规模决定了所需要的金钱。好在这是国际综合大洋钻探计划的一个部分，由参加计划的世界各国分担。
三、深海研究“三部曲”，一曲更比一曲妙
长期以来，人们就试图通过各种方法对地球进行探测，但由于坚硬的地壳岩石的阻隔，迄今为止，人类对地球内部仍然所知甚少。随着航天技术的发展，一个与之相呼应的“入地”科学钻探计划应运而生。洋底是地壳最薄的部位，因此，大洋钻探是人类认识地幔的最佳通道，同时也是研究地球系统演化的最佳途径。
20世纪以来，人类共进行了三个宏伟的大洋钻探计划。
第一个钻探计划是20世纪60年代美国提出的“深海钻探计划”（1968年～1983年）。为了获取地壳、地幔之间物质交换的第一手资料，美国自然基金会从1966年起开始筹备“深海钻探计划”。1968年8月，“挑战者”号深海钻探船第一次驶进墨西哥湾，开始了长达15年的深海钻探。该船所收集的大量资料，为地球科学带来了一场革命。
第二个计划是1985年1月美、英、法等国的“大洋钻探计划”（1985年～2003年）。通过该计划，科学家揭示了洋壳结构和海底高原的形成，证实了气候演变的轨道周期和地球环境的突变事件，分析了汇聚大陆边缘深部流体的作用，发现了海底深部生物圈和天然气水合物，导致地球科学的一次又一次重大突破。
第三个计划就是从2003年10月1日开始启动的“综合大洋钻探计划”（2003年～2013年）。该计划最为雄心勃勃，以“地球系统科学”思想为指导，计划打穿大洋，直捣地幔，揭示地震机理，查明深部生物圈和天然气水合物，理解极端气候和快速气候变化的过程，为国际学术界构筑起新世纪地球科学研究的平台。同时为深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。目前，已经有12个国家参加了这一计划，参加国将有权分享获得的资料。
这部深海研究的“三部曲”，是国际地球科学历时最长、规模最大，也是成绩最为突出的合作研究计划。而历时10年的“综合大洋钻探计划”是这三步曲的高潮。
前两个计划仅仅依靠“决心”号一艘钻探船来对大洋进行勘探。“综合大洋钻探计划”除了“地球”号钻探船外，还将有一艘现代化、非立管、动态定位的钻探船配合使用，该船将替换“大洋钻探计划”的“决心”号钻探船，由美国国家科学基金提供并进行操作。需要时还会给这两艘船补充另外的钻探平台，例如，钻探驳船，起重设备和海底钻探系统等。欧洲和环太平洋国家将提供一些“满足特殊使命”的钻探平台，改进井下测量设备和长期海底监测站，提供一套为新计划而设计的精密的、一流的工具。新的技术和多个钻探平台将允许科学家在前所未有的环境和深度下进行试验和收集样品。国际大洋钻探科学家们充分利用这些新的钻探、取样和观测能力，已设计出一个大胆的新方案，来考察地球系统。（奇 云）
《中国海洋报》2005-07-15