日本探測船深入地底7000米屬誤傳

　　日前，國內多家媒體以《日本探測船鑽地幔，深入地底7000米》為題報道說，日本探測船“地球”號9月21日起在東京以南太平洋某處鑽探，從海底向下鑽入7000米深的地心，這是人類首次嚐試鑽入地幔層。

　　汪品先 同濟大學教授，中國科學院院士。從事古海洋學和微體古生物學研究，曾於1999年在南海主持實施了中國海首次大洋鑽探，2000～2005年擔任“973”計劃深海項目首席科學家，現任中國大洋鑽探學術委員會副主任。

　　9月21日，日本大洋鑽探船“地球”號正式開始科學鑽探，執行“綜合大洋鑽探計劃”(IODP)第314航次。當天，國內一些媒體紛紛報道，說日本船“從海底向下鑽入7000米深的地心，這是人類首次嚐試鑽入地幔層”。

　　這則消息如果屬實，確實振奮人心；但可惜這是一則錯誤連篇、誤導讀者的報道。這一方麵反映了社會各界對探索海底深處的濃厚興趣，另一方麵也暴露出我們的科學報道是何等的缺乏嚴肅性，而以誤傳誤的過程又是何等的一往無前。

　　打穿地殼的計劃至少10年內不可能提上日程

　　人類接觸的高山深淵，其實都屬於地殼。相對於6000多公裏的地球半徑來說，地殼隻是表麵的一薄層，論厚度其比例遠比不上雞蛋殼或者西瓜皮。

　　地球科學界夢寐以求的理想是打穿地殼，鑽進地幔，揭示地球內部奧秘。但人類“入地”的本事遠不如“上天”，大陸上地殼平均厚33公裏，大洋地殼平均厚7公裏，可是至今陸上最深的鑽井也隻到12公裏。地殼在高山底下最厚，深海底下最薄，想要打穿地殼當然選擇深海。1961年，美國曾決心在東太平洋3000多米的海底打穿地殼，但是技術難度和驚人的耗費迫使他們“淺嚐輒止”。此後幾十年，人類一共在大洋基岩中打過4個超過千米的深井，井深最大達到1800米，離7000米的地殼厚度還遠得很。

　　真要打穿地殼，在150°C～200°C的高溫下鑽進，現在的設備都不適用，一係列高難度的技術問題仍有待解決。專家估計，打穿地殼的實施計劃至少10年以內不可能提上日程。

　　實際上，“地球”號9月21日開始的航次既不是“鑽入7000米深的地心”(“地心”也絕不隻7000米深)，也不可能“鑽入地幔層”；而是鑽探日本岸外海底的震源帶。

　　日本是個地震災害嚴重的國家，震源主要來自太平洋的俯衝帶。要理解地震如何發生、對地震作預報，必須研究引發地震的源頭，監測太平洋板塊在海底向下俯衝的運動。上月IODP第314航次起航，就是在日本以南的太平洋，即菲律賓海北端打鑽。盡管不是“打穿地殼”，航次的目標也極其雄偉，是要打穿發震帶、揭示地震的奧秘。這是一項多年計劃，分4個階段完成：第一、二、三階段依次打到1000米、3000米和5000～6000米，第四階段在井底安置地震監測儀。這次的314航次隻是第一階段的第一步。

　　打穿發震帶，在地球科學曆史上是破天荒第一次，實現此項科學壯舉的基礎是日本的“地球”號鑽探船。“地球”號排水57000噸，是當今世界上最先進的深海科學鑽探船，更為重要的是這是一條立管鑽探船，使用泥漿循環，因而能維持長期的深井鑽探。日本投資五六億美元建造此船，目的之一就是在將來技術條件成熟時鑽穿地殼。

　　從“深海鑽探計劃”到“綜合大洋鑽探計劃”

　　深海科學鑽探，始於上世紀60年代。1968年，美國萬噸船“格羅瑪·挑戰者”號開始在墨西哥灣鑽探，揭開了“深海鑽探計劃”(DSDP)的序幕，並很快發展為地球科學空前規模的國際合作計劃。DSDP在15年(1968~1983年)裏證實了洋底擴張的假說，確立起全球構造運動的“板塊理論”；揭示了地球軌道周期造成的冰期旋回，建立了古海洋學新學科。其接連的科學突破，改變了整個地球科學發展的軌跡。

　　1985年開始的“大洋鑽探計劃”(ODP)是更大規模的國際合作，美國17000噸的“JOIDES”號鑽探船設備更為先進。ODP 18年(1985～2003年)的探索，從大洋中脊的熱液區到洋底巨型火成岩區，從天然氣水合物到深部生物圈，從小行星撞擊事件的追蹤到深海地球物理檢測站的建立，始終引領著地球科學的前沿。

　　2003年開始的IODP規模更大，由美國和日本各出大型鑽探船共同執行，日本的“地球”號正是為此而造，除此之外還有歐盟的船隻投入。這項新的國際深海合作計劃目標更高，將要探索“洋底下的海洋”、“極端氣候”、“發震帶”等重大新領域，甚至包括21世紀打穿地殼等目標。IODP的頭三四年具有籌備性質，但取得的成果已十分輝煌。比如2004年IODP第302 航次，由歐盟提供3條破冰船鑽探北冰洋，發現5000萬年前的北冰洋暖若亞熱帶一度是個淡水湖泊，沉積了極其豐富的有機碳，具有重大石油前景。說不定正是這項發現，促使俄羅斯到北冰洋海底下潛插旗。

　　中國積極參與大洋鑽探

　　深海大洋的科學鑽探固然是地球科學的前沿，但由於要求大額投入和尖端技術，非發達國家難以問津。

　　“深海鑽探計劃”開始時正值中國“文革”浩劫，一切無從談起；“大洋鑽探計劃”起步時，我們也缺乏加入這“富國俱樂部”的實力。但是中國地球科學界始終相信，隻要給我們機會，就有望作出超水平的發揮。

　　終於在1998年，我國以正常成員國1/6的會費，作為參與成員國正式加入“大洋鑽探計劃”。

　　同時我國科學家的鑽探建議書在全球競爭中脫穎而出，1999年春，在中國的設計和主持下，實施了南海大洋鑽探184航次，取得了南海3000多萬年來的沉積記錄，不僅揭示了南海和氣候環境演變的曆史，而且發現了大洋碳儲庫長周期，為探索氣候變化的熱帶驅動打開了新途徑。南海的184航次是我國海域深海科學鑽探零的突破，使我國一舉進入國際深海研究前沿。

　　2003年起的“綜合大洋鑽探計劃”，我國一開始就作為“參與成員國”積極參加，隨著我國向深海大洋科學進軍的步伐，中國人必將在其中發揮更大作用。

　　大洋鑽探與大陸鑽探的結合

　　科學鑽探並不限於海洋，比如冰芯的鑽探獲得了高分辨率的氣候記錄。而大陸深鑽的曆史更長，早在上世紀70年代，前蘇聯在克拉半島打大陸超深鑽，直到12262米；聯邦德國的大陸超深鑽從上世紀80年代開始，打到9000米。

　　上世紀90年代，德國發起大陸鑽探的國際計劃。1996年“國際大陸鑽探計劃”(ICDP)正式啟動，我國是3個發起國之一。幾年來，我國在大陸鑽探中取得重大進展，在江蘇東海對超高壓變質帶的鑽探於前年勝利完成，接著又在湖泊和含油盆地進行大陸鑽探，科學成果不斷湧現。

　　隨著地球係統科學的發展，人們越來越認識到將大陸與海洋研究結合起來的必要。大洋鑽探研究海平麵變遷，就是從岸上打到陸架、再到深海大洋。目前，“綜合大洋鑽探計劃”和“國際大陸鑽探計劃”正在加強合作。2005年起，兩家聯合出版通訊刊物舉行共同的學術討論，推進海陸結合的鑽探項目。我國科學界也正與日本等國合作，提出沿著長江流域到東海陸架、衝繩海槽打一排鑽井，以通過大洋鑽與大陸鑽的結合，從東側確定青藏高原隆升的曆史，揭示東亞地形倒轉與季風氣候演變的關係。