科学家从地球地幔获得最深岩石样本 | 路透社

地质学家约翰·利森伯格来自卡迪夫大学，与两位同事分析从大西洋海床钻取的地球地幔岩石，这张手稿照片拍摄于2023年5月4日，并于2024年8月8日发布。科学家们正在分析这些地幔岩石，以确定它们的矿物成分和化学组成。莱斯利·安德森/手稿通过路透社

地质学家约翰·利森伯格来自卡迪夫大学，与两位同事分析从大西洋海床钻取的地球地幔岩石，这张手稿照片拍摄于2023年5月4日，并于…阅读更多华盛顿，8月8日（路透社） - 科学家们使用一艘海洋钻探船在地球的地幔中钻出了有史以来最深的岩石孔 - 深达4,160英尺（1,268米）以下的大西洋海床 - 并获得了一个大型样本，为我们星球最厚重的层提供了线索。研究人员周四表示，这个圆柱形岩心样本正在提供关于地幔上部组成及其与海水在不同温度下相互作用时发生的化学过程的见解。他们表示，这些过程可能是数十亿年前地球生命出现的基础。

地幔占据了地球体积的80%以上，是一层夹在地球外壳和极其炽热的核心之间的硅酸盐岩层。地幔岩石通常难以接触，除非在地球表面由缓慢移动的大陆板块之间的海底扩张地点暴露出来。其中一个地方是亚特兰蒂斯山脊，这是一个海底山脉，地幔岩石在海底暴露。它位于大西洋中部，正好位于形成北美板块与欧亚板块和非洲板块之间边界的广阔中大西洋脊的西侧。

研究人员使用JOIDES Resolution号船上的设备，从2023年4月到6月，在海洋表面下约2800英尺（850米）处钻探地幔岩石。他们回收的岩心样本长度超过70%的岩石——2907英尺（886米）来自他们钻探的孔。

“这次回收创下了纪录，因为之前钻探地幔岩石的尝试非常困难，穿透深度不超过200米（656英尺），且岩石回收率相对较低。相比之下，我们穿透了1268米，回收了大量连续的地幔岩石，”威尔士卡迪夫大学的地质学家约翰·利森伯格说，他是发表在期刊《科学》上的研究的第一作者。“之前，我们主要局限于从海底拖网获得的地幔样本，”利森伯格补充道。

核心样本的直径约为2-1/2英寸（6.5厘米）。

“我们在开始钻孔时确实遇到了相当大的困难，”来自英国利兹大学的地质学家和研究合著者安德鲁·麦凯格说。

麦凯格表示，研究人员在孔的最上部添加了一个加固混凝土圆筒衬里，“然后意外地很容易就钻了下去。”

他们记录了在不同温度下，核心样本中一种叫做橄榄石的矿物如何与海水反应。

利森伯格说：“海水与海底或附近的地幔岩石之间的反应释放出氢气，进而形成甲烷等化合物，这些化合物是微生物生命的基础。这是关于地球生命起源的假设之一。”

利森伯格补充道：“我们对地幔岩石的回收使我们能够详细研究这些反应，并在不同温度范围内进行研究，并将其与我们微生物学家在岩石中观察到的微生物丰度和类型，以及微生物在海底下的深度联系起来。”

钻探地点位于失落城市热液场附近，这是一个在海床上喷涌超热水的热液喷口区域。核心样本被认为代表了失落城市喷口下方的地幔岩石。

麦凯格说：“关于地球生命起源的一个建议是，它可能发生在类似失落城市的环境中。”

核心样本仍在分析中。研究人员对其成分做了一些初步发现，并记录了比预期更广泛的熔融历史 - 熔融岩石。

“特别是矿物正辉石在从厘米到数百米的不同尺度上显示出广泛的丰度，”利森伯格说。“我们将此与熔融物在上地幔中的流动联系起来。当上地幔在扩张板块下方上升时，它会熔化，这种熔融物向上迁移到表面以供给火山。”

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