行家将钻探火山喷涌产生的叙尔特塞岛为主

学者将探索火山喷发形成的叙尔特塞岛核心

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人们在1963年观察叙尔特塞岛,当时它刚出现在海洋中。

图片来源:Sigurdur Thorarinsson/Arctic-Images.com

地质学家和生物学家将刺穿世界上最年轻的一个火山:小叙尔特塞岛,该岛于1963年和1967年间形成于冰岛西南部的一系列火山喷发。今年8月,该团队计划在叙尔特塞岛的“心脏”钻两个孔,以探索暖火山岩、冷海水和地下微生物如何互动。

它将是对新生海洋岛屿的内部进行的最详细的研究。“叙尔特塞岛是我们获得这一类火山活动最详细图像的最佳办法。”冰岛大学火山学家Magnús Guðmundsson说。

相关结果将有助于解释热液矿物如何加固该岛屿的岩石,使其经受住北大西洋海水的撞击。工程师或利用那些奥秘生产更坚固的混凝土。

科学家计划在叙尔特塞岛深部了解更多关于隐藏的微生物如何咀嚼岩石,并从矿物或热液中提取能量。“如果能够解决这个问题,那么我们将会更加接近回答地壳深处生物圈在维持和塑造当前的环境中发挥着什么样的角色。”挪威卑尔根大学地球微生物学专家Steffen Jørgensen说。

其中一个钻孔将与1979年钻探的181米深的孔平齐,使科学家对比微生物数量如何随着时间发生变化。第二个孔将以适宜的倾角,探索渗透到形成叙尔特塞岛的火山口裂缝网中的热液。如果一切进展顺利,那么这两个孔将会穿透并到达20世纪60年代火山喷发前约190米深的海底。

叙尔特塞岛面积仅1.3平方公里,是科学家研究新生岛屿生物地质演化的天然实验室,这些新生岛屿主要生长着植物,并栖息着海鸟。它是联合国教科文组织世界遗产保护区之一,被严格用于科学研究。“它是地球上最质朴的环境之一。”盐湖城犹他大学地质学家、这项斥资140万美元的研究项目的首席科学家Marie Jackson说。该项目在部分上由国际大陆科学钻探计划支持。

7月28日,冰岛海岸巡逻队队员计划开始将60吨的钻探设备和其他设施通过约100次直升机飞行搬到叙尔特塞岛。“这是我参加过的最复杂的物流操作。”Guðmundsson说。严格的环境法规规定要将所有的废弃物从岛上清走,包括用作钻探液体的消毒海水。任何时候,叙尔特塞岛上的人都不能超过12人,即便是每天钻探持续24小时。其他人将留在相邻的Heimæy岛上,那里的一个货仓将暂时被改作岩芯分析实验室。

微生物学家一直在监测1979年的钻孔,那里的最高温度已经从140℃缓慢降低到130℃。雷克雅维克马特斯食品与生物技术研究所微生物学家Viggó Marteinsson说,现在那里可能充斥着叙尔特塞岛的原始微生物种。这些微生物据认为已经从下方的海水“殖民”到岩石上,并由灼热的岩石阻挡了来自上方的污染。Marteinsson希望可以在新钻孔中找到类似种类的微生物,包括细菌、古菌和病毒。

在钻出新孔之后,工程师将把5个孵化室放到不同深度。这些孵化室将在原地呆一年,然后被重新取回,研究人员将了解是什么生物体在它们上面“殖民”。Marteinsson说,监测是什么微生物钻了进来并以多快的速度钻进来,将给科学家提供研究深部生物圈时空演化的机遇。

同时,该团队地质学家和火山学家将调查第二个斜孔。“它将让我们重建亚表面相互联系的方式,即我们所说的火山结构。”澳大利亚塔斯马尼亚大学地质学家Jocelyn McPhie说。

此次钻探将揭示叙尔塞特岛火山喷发最早期(在其于1963年11月打破海洋表面之前)的情况,当时的景象吸引了一艘路过的渔船上的一名厨师。在海水与热能的混合物中,热液矿物在火山岩内部形成。这使得岩石气孔较少,使其可以经受得住海浪的侵蚀。Jackson表示,钻探将揭示这些矿物质如何随着时间发展形成,现代科学家或能从这一过程中找到线索,以生产更加坚固的混凝土结构,如核乏料容器。

Guðmundsson说,由于被加固,叙尔特塞岛的核心将能在数千年内保持岛屿的状态。这与很多火山岛屿形成鲜明对比,如2014年出现在南太平洋岛国汤加附近的一个岛屿已经被侵蚀了40%。“由于这类岛屿绝大多数已经消失了,我们极有可能严重低估了海洋内海平面以下发生的火山喷发的数量和规模,因此也低估了相关的火山风险。”新西兰陶波GNS科学研究所火山学家Nico Fournier说。

加州门洛帕克美国地质调查局名誉地质学家、此前钻探项目的领导人James Moore说,无论叙尔特塞岛钻探的结果是什么,它将能够显著推进1979年钻探项目收集的结果。“我们作了很多推测,现在它们即将得到验证。”他说,“这感觉棒极了。”

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