科学家认为,依据板块构造理论,随着大西洋板块每年以2厘米的速度相互分离,板块之间的空隙应该渐渐被火山物质填充,并形成地壳,而这个巨坑却成为例外,由地幔覆盖。
那么,原本应该填充在这个巨坑中的地壳部分到哪里去了?这就是此次科考活动要寻找的答案。
科考队由12名科学家组成,其中包括3名女队员,以达累姆大学海洋地球物理学家罗杰·西尔勒教授为首,乘坐“RRS。詹姆斯·库克”号科考船从西班牙特内里费岛出发。他们将在大西洋海脊附近停留6个星期,对这个海底巨坑展开一系列细致的声呐测量。整个科考项目预计耗资4000万英镑(约合7880万美元)。
这条被称为世界上最先进的科考船上配备了多种学科的仪器和设备,可以使科考队员在世界上任何海域展开考察,为揭开一些海洋奥秘提供了不可多得的机会。
科考队打算使用遥控潜水艇,深入海平面以下1。64万英尺(5公里)的地方提取地幔样本,并启用潜水艇上的摄像设备拍摄海底巨坑,揭开这一“地球伤口”的神秘面纱。
科学界对这一海底巨坑的成因有两种看法。其一,在地球板块分离过程中,地幔不是以液态岩浆而是以固态形式产生;其二,由于某种力量作用,地壳向四周裂开,只剩下地幔覆盖着巨坑。也有人认为,这个海底巨坑的形成可能是两种因素共同作用的结果。
地震会催化火山爆发吗
日前,科学家们利用美国航空航天局所属卫星采集的数据发现绝大多数的地震可以增加火山爆发的几率。
一位美国科学家称:2006年5月印尼爪哇岛两座大型活火山爆发后的第三天,该地区就发生了里氏6。4级的地震。并且这次火山活动持续了9天。
据夏威夷大学的安德鲁·哈里斯教授称:“在印尼爪哇岛两座火山爆发期间,我们根据所采集的数据可以清晰地看到地震能使火山释放出更多的能量,例如热能等;而且我们还发现火山喷出的火山灰和熔岩等比平时要多而且温度更高。”
在地震发生时,作为全球“热点”项目监测的一部分,隶属美国航空航天局的两颗卫星Terra和Aqua严密监测了每座火山在整个地震过程中释放热量的变化情况并采集了相关数据。两个卫星上装备的成像分光辐射计(MODIS)精确记录了比其他地表温度高的地表状况,而且还绘制了全球温度变化的数据图。
科学家们仔细整理了印尼火山爆发的相关数据,分析了在整个地震期间,火山活动的35天里地表和熔岩温度的变化情况。两座火山,Merapi火山和Semeru火山分别距震中260公里(合162英里)和280公里(174英里)。根据这个距离,科学家们推测地下的地震波就像抽水泵一样,熔化了所有的物质并把熔浆抽到地表,最终导致火山的爆发。
哈里斯称:“Merapi和Semeru两座火山在地震发生3天后才爆发,这也许是由于熔浆从地下到地表需要花费一定的时间所致。”
科学家们认为地震和火山爆发之间有着密切的联系,他们因此建议在地震发生后的一段时间里要密切注意在地震所辐射到的地方的火山活动情况。科学家们表示,卫星的早期预见作用是所有传统预测方式所不能比拟的,现今卫星上所装备的仪器可以提供可信、准确的数据,这样人们就能更了解火山活动。
“黑烟囱”惊现海底
执行中国大洋19航次科考任务的“大洋一号”科考船在西南印度洋发现了新的海底热液硫化物活动区域——俗称“黑烟囱”,实现了中国人在该领域零的突破,标志着我国已成为世界上发现洋中脊海底热液活动区的少数国家之一。
当地时间2007年3月1日早上,“大洋一号”派出水下机器人潜航到2800米水深的西南印度洋中脊上,在离海底5米的高度进行了10个多小时的连续拍摄。图像清晰地显示了海底正在冒黑烟的“黑烟囱”,黄褐色的混浊**从海底不断喷涌而出。探测结果表明,活动的“黑烟囱”直径约100米,属于体型较大的一个。
更为幸运的是,我国科学家在取得的样品中还发现了附着的生物个体。因为该区域是大西洋和太平洋不同生物群的交错地带,因此,这将有利于研究全球洋中脊热液生物多样性分布与迁移活动,而这些因素与生命的起源息息相关。
但是,与2005年首次环球航次所观察到的其他洋底活动热液区不同,这个新发现的活动热液区大型生物相对较少,我国科学家正在分析其原因。
我国此次在印度洋中脊首次发现“黑烟囱”,也是世界上首次在西南印度洋中脊和超慢速扩张洋中脊发现并“捕获”海底热液硫化物活动区及样品,证实了在超慢速扩张洋中脊上也存在热液喷口活动区的推断。
对此,中国大洋协会办公室主任张利民兴奋地说,这次发现“不仅实现了我国海底考察区域由单一的太平洋向三大洋转变,而且实现了由单一多金属结核资源调查向多种资源调查和资源与科学研究相结合的战略性转变”。
19航次第一、二航段首席科学家陶春辉介绍说,海底热液是20世纪海洋地质学最重要的科学发现之一,对海底热液的研究处于当今科学研究的前沿。由于洋中脊岩浆活动,不但硫化物沉淀到“黑烟囱”附近的海底,多金属元素也在此富集。同时,巨大的热通量、海底热液生物、“黑暗生物链”等与生命起源有关的因素,也有助于研究生物的起源。