高中历史热门阅读大洋钻探是如何开始的？素材.doc

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1、大洋钻探是如何开始的？几个月来，"决心"号大洋钻探船正在南海进行科学钻探，此次钻探由我国科学家主导，吸引了很多人的关注。很多读者可能并不了解，大洋钻探是从什么时候、又是怎样开展起来的？它的科学目标经过了怎样转换？今天我们就来讲讲这里面的故事。一个大胆设想——钻透莫霍面1957年3月23日，美国科学基金会地学部在华盛顿召开的研究项目评审会刚结束，在经历了两天十分艰辛的评议后，学者们松了一口气，闲聊起所议项目中一些精彩的创见。但斯克利浦斯海洋研究所的蒙克却认为，这些项目中没有一个能导致地球科学的重大突破，应当有一项研究计划能真正解决地球科学的根本问题，他提议打一口超深钻，穿透莫霍面，看看

2、地幔到底是什么物质组成的。什么叫莫霍面？1909年，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇在研究萨拉布地区一次地震时，发现在地下33千米处地震波的波速发生了明显的变化，由原来的6-7千米/秒突变到8千米/秒，说明组成物质明显不同。持续研究发现，这一界面具有全球性，并经证实是地壳和地幔的分界面。后来，这个分界面就被称为莫霍面。蒙克作为美国科学院院士，长期研究波浪和地球自转等问题，应当说，地壳与地幔构造并非他的专长，他提出钻探莫霍面未必十分认真。然而当时在座的普林斯顿大学的赫斯教授却深受启发，他对蒙克的提议作了认真严肃的思考，并开始为之奔走游说——赫斯在地质学史上绝非等闲之辈，他后来提出了海底扩张学

3、说，这是后话。那个时候，地球科学家对于莫霍面以下的地幔到底是何种岩石众说纷纭，十分关注，因为它直接影响人们对地质作用的解释。然而，钻透莫霍面谈何容易。莫霍面在大陆地区深度约在20-70千米左右，在大洋地区的深度也在7-8千米。钻透莫霍面，最可能的地点还是在大洋上。经过艰苦的游说，赫斯等人居然取得了初步的成功——1960年12月23日，美国自然科学基金会与洛杉矶的环球海洋勘探公司签约，决定改装CUSS-I钻探船，并于1961年初进行第一次试钻。消息传开，舆论大哗。反对者指出存在技术上难以克服的困难：第一，很难在深海上抛锚固定钻探船只；第二，一个钻头是无论如何打不到莫霍面的，而要在大洋里

4、更换钻头并重返原孔，是不可能的。6然而，第一个技术困难很快被解决了。他们发明了一种动力定位系统，在钻探船上安装了4个马达作为侧向推进器。钻探船到达预定地点后，就从甲板上将一个信号装置沉入海底。该装置不断从海底发出声波信号。船上的接收装置立即将收到的信号输入计算机。当船只从固定的孔位漂开时，计算机就能根据声波信号测出漂移的方向和距离，并将数据传送到船侧的推进器。推进器立即开始工作，调整船只位置，自动校正发生的偏移。要不了多少时间，钻探船就能回到原来的位置，将位移控制在方圆50米的范围内。但是，即使没有侧向的漂移，船只也免不了随着海浪上下颠簸。因此由一段段的钻杆连接而成的钻具不能是刚性的

5、，否则就会折断。为此，工程技术人员发明了一种可以吸收上下振动的"缓冲钻杆"。装备了这套钻探设备的CUSS-I钻探船，1961年3月初在斯克利浦斯海洋研究所所在地拉霍亚海岸外，在948米水深的海域中打了第一个钻孔，成功地钻到了海底以下315米的深处。同年3月23日至4月12日，CUSS-I钻探船在墨西哥西岸瓜德鲁普岛以东水深3558米处钻了五口深海钻井，最大井深183米，钻透了170米的沉积物和13米的玄武岩。该船返回洛杉矶时，当时的美国总统肯尼迪特地致电祝贺，称之为科学史上"历史性的里程碑"。然而，深海钻探是可行的，钻透莫霍面却是太难了。经过一番探索和争论，1966年8月18日，全体

6、众议院以108票对59票最终否决了对莫霍计划的拨款。至此，莫霍计划经历了近十年的风风雨雨，终于寿终正寝。"莫霍钻"（mohole）变成了"乌有钻"（nohole）。不过，由莫霍计划开创的深海钻探事业却继续进行了下去。它后来取得的成就，是当初的莫霍计划也未能预料到的。发现古气候，几百米就够了！上世纪50年代，在芝加哥大学工作的C·伊米利尼，创立了测定有孔虫壳体的氧同位素以确定海水古温度的方法。他在"更新世古温度"（1955年）这篇著名论文中，首次用氧同位素曲线标示了冰期和间冰期更替的古气候旋回。1962年2月的一天，已转至迈阿密大学海洋实验室工作的伊米利尼与同事在大楼外聊天时，同事对他

7、说："你应当考虑大问题。"伊米利尼问同事指的是什么，同事说："就是要想大的。"说完就走了。伊米利尼回到办公室开始考虑什么是大问题。几分钟后，他形成了一个想法——要把他的氧同位素曲线上溯到更为久远的地质时代。这意味着要有很长的岩芯，就需要能连续取芯的钻探船。6当然，伊米利尼这个想法不是偶然的。那个时候，环球海洋勘探公司的CUSS-I钻探船，已经在墨西哥海域完成了深海钻探。伊米利尼打电话给环球公司，问了两个问题：第一，环球公司能否在波多黎各附近4000米的水深