《华尔街日报》：向海底更深处钻探 探寻生命起源

一艘数十年来致力于钻探更接近地幔的船只正准备启程新航程，以揭开生命起源的线索。

24名地质学家、微生物学家及其他科学家将于四月从葡萄牙启航，乘坐由石油钻探船改造的研究船"乔迪斯·决心号"，前往大西洋海底隆起14,000英尺的亚特兰蒂斯海底山脉。

他们计划将20年前钻探的4,640英尺深孔延伸至6,750英尺。这虽非海底最深钻孔，但将比以往更接近地幔，并首次触及更深层的海洋地壳。在新深度处，温度预计将超过400华氏度。

“温度会很高，“考察项目负责人、地质学家彼得·布卢姆表示，“这将是未知领域。”

加深钻孔极具挑战。船上工程师计划将重型钻具穿过约5,400英尺海水，对准海底仅15英寸宽的孔洞。乔迪斯号工程师将此过程比喻为：站在椅子上试图将系在绳子末端的铅笔，在风扇吹拂下精准放入汽水瓶口。

毗邻大西洋中脊的亚特兰蒂斯山脉是构造窗口区，构造板块在此分离并将地球深层物质抬升至地表。通过在这些窗口钻探，科学家能研究其他方式无法触及的地球内部构造。

“这几乎是一种欺骗系统的方式，”德克萨斯A&M大学的生物海洋学家杰森·西尔万说道。

研究人员计划从新的深度采集样本，以研究岩石与水的特殊混合物是否可能孕育了地球乃至其他星球上的生命。橄榄石是一种富含镁的绿色矿物，在此类深度大量存在，对于蛇纹石化作用至关重要——这是某些矿物遇到海水时发生的反应。地球化学家认为蛇纹石化可能有助于生命的诞生。研究表明，这一过程产生的能量和地球化学条件有利于有机分子的形成。

“这些是生命的基石，”伍兹霍尔海洋研究所的地球化学家、本次考察的联合首席科学家苏珊·Q·朗表示。

“乔迪斯号”的目标是钻探到被认为会发生蛇纹石化但温度超出已知生命存在极限的深度。朗博士说，如果在那里发现有机分子，将有助于证实蛇纹石化导致了它们的形成——并为生命起源提供了条件。

她表示，在蛇纹石化地点的样本中发现有机分子，也可能为其他星球上的生命搜寻提供线索。朗博士说，天体生物学家推测，土星卫星土卫二羽流中的流体地球化学特征，与亚特兰蒂斯地块发现的流体组成相似。

构造窗口还可能为探索莫霍洛维奇不连续面（简称莫霍面）提供捷径，这是地表深处一个难以捉摸的边界。自1909年安德烈亚·莫霍洛维奇发现它以来，科学家一直渴望触及莫霍面。这位克罗地亚地震学家观察到，地震波到达地表深处边界时速度会发生变化。他假设两种不同密度的物质在这些位置相遇，导致波速突然改变。

科学家们最初着手钻穿海底寻找莫霍面的那一年，正是约翰·F·肯尼迪总统誓言将美国人送上月球的同一年。约翰·斯坦贝克记录了他们的首次尝试。

许多地质学家认为，莫霍面——估计位于海底3至6英里之下，在大陆下方更深——标志着地壳与地幔的边界。一些科学家还认为，莫霍面可能标志着岩石通过蛇纹石化等过程被海水改变的地点。

在2004年和2005年对亚特兰蒂斯地块的考察中，科学家们表示他们预期会到达莫霍面，早期的地震模型显示那里莫霍面位于海底约半英里之下。他们钻探了又钻探，但未能触及莫霍面。随后的分析确定莫霍面可能更接近海底2.8英里之下。

“你可以进行远程分析并做出很好的猜测，但没有钻探，你就没有那种实地验证，”考察队的联合首席科学家、海洋地球物理学家唐娜·布莱克曼说。

2004年对亚特兰蒂斯地块的考察包括联合首席科学家唐娜·布莱克曼（中）。照片：威廉·克劳福德，IODP科学家们说，海洋钻探改变了人们对气候的认识，并帮助开发了未来变暖和海平面上升的模型。它支持了板块构造理论，并使微生物学家能够在最极端的海洋环境中找到生命。

四月的这次考察可能是"乔迪斯·决心号"以及合作开展海洋钻探研究长达二十年的约20个国家联盟的最后一次行动。每年为该船提供约5000万美元经费（占其大部分运营成本）的美国国家科学基金会表示，正在评估这艘科考船的未来。

名为"国际海洋发现计划"的多国合作项目定于2024年结束。日本和欧洲已提议成立新的国际联盟来取代该计划。美国国家科学基金会称，将根据科研价值、风险和成本决定是否参与未来合作。中国表示正在自主建造具备科研能力的钻探船。

“美国科学界开始感到不安，未来会怎样？“俄勒冈州立大学海洋地质学家安东尼斯·科珀斯表示，“人们将钻探船比作哈勃望远镜。对地球科学家、海洋学家和生命科学家而言，它一直是极其独特的重要工具。”

由于科考船前途未卜，四月考察可能成为"乔迪斯·决心号"的最后航程之一。图片来源：莎拉·卡乔维奇/IODP-JRSO联系记者多米尼克·莫斯伯根：[email protected]

更正声明地震学家安德烈·莫霍洛维奇是克罗地亚人。本文早期版本错误将其国籍标注为捷克。（2023年2月19日修正）

出现在2023年2月22日的印刷版中，标题为《科学家计划向海底更深处钻探》。