地質學家和生物學家即將鑽探地球上最年輕的島嶼之一：小小的蘇爾特塞島，它是在1963年至1967年間冰島西南海岸外一系列火山爆發中形成的。下個月，該團隊計劃在蘇爾特塞島中心鑽兩個孔，以探索溫暖的火山岩、冰冷的海水和地下微生物如何相互作用。
這將是有史以來對新生海洋島嶼內部結構最詳細的觀察。“蘇爾特塞島是我們獲得此類火山活動詳細影像的最佳機會——海洋島嶼是如何開始形成的，”冰島雷克雅未克大學的火山學家馬格努斯·古德蒙德森說。
研究結果可能有助於解釋熱液礦物如何加強島嶼的岩石，使其能夠承受北大西洋的衝擊。工程師們或許能夠 利用這些秘密來生產更堅固的混凝土。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
在蘇爾特塞島深處，科學家們計劃更多地瞭解埋藏的微生物如何啃食岩石，從礦物質和熱流體中提取能量。“如果我們能夠解決這個問題，我們將更接近於回答 深層地殼生物圈在維持和塑造我們當今環境中所起的作用，”挪威卑爾根大學的地質微生物學家斯特芬·約根森說。
其中一個孔將與1979年鑽探的181米深的孔平行，使科學家能夠比較微生物種群隨時間的變化情況。第二個孔將以一定角度鑽入，以探索滲入構成蘇爾特塞島的火山坑裂縫網路的熱水。如果一切順利，這兩個孔都將穿透到原始海底，即1960年代噴發前的海底，大約在地下190米處。
地下有什麼
蘇爾特塞島面積僅1.3平方公里，是研究人員研究 新生島嶼生物地理演化的天然實驗室，因為植物在那裡播種，海鳥在那裡定居。它是聯合國教育、科學及文化組織（教科文組織）世界遺產地，專門用於科學研究。“這是地球上最原始的環境之一，”猶他大學鹽湖城分校的地質學家、這項耗資140萬美元的專案首席研究員瑪麗·傑克遜說，該專案部分由國際大陸科學鑽探計劃資助。
7月28日，冰島海岸警衛隊計劃開始透過約100架次直升機飛行，將60噸鑽探裝置和其他物資運往蘇爾特塞島。“這是我參與過的最複雜的後勤作業，”古德蒙德森說。嚴格的環境法規要求將所有廢物從島上清除，包括用作鑽井液的無菌海水。即使鑽探工作每天24小時進行，任何時候也只允許12人在蘇爾特塞島上。其他人將留在鄰近的赫伊馬島，那裡的一個倉庫將被臨時改造成巖芯分析實驗室。
微生物學家繼續監測1979年的鑽孔，那裡的最高溫度已從140°C緩慢冷卻至約130°C。雷克雅未克Matís食品和生物技術研究所的微生物學家維戈·馬丁森說，現在這裡充滿了可能原產於蘇爾特塞島的各種微生物。據認為，這些生物是從下方的海水中在岩石上定居的，並受到灼熱岩石的保護，免受上方汙染。馬丁森預計在新孔中會發現類似型別的微生物，包括細菌、古細菌和病毒。
在新孔鑽成後，工程師將把五個培養室降到不同的深度。這些培養室將保持一年，然後被取出，以便研究人員可以確定哪些生物在其中定居。馬丁森說，監測哪些微生物進入以及進入的速度有多快，將為科學家提供一個前所未有的機會來研究深層生物圈如何在空間和時間上演化。
岩石底部
與此同時，團隊中的地質學家和火山學家將研究第二個傾斜的孔。“這將使我們能夠重建地下層連線的方式——我們稱之為火山的結構，”澳大利亞霍巴特塔斯馬尼亞大學的地質學家喬斯林·麥克菲說。
鑽探應該揭示蘇爾特塞島噴發的最早階段——在1963年11月它突破海面之前，引起了一艘路過漁船上廚師的注意。在海水和熱量的混合中，熱液礦物在火山岩內部形成。這使得岩石孔隙度降低，並有助於支撐其抵抗海浪的侵蝕。傑克遜說，鑽取的巖芯應該揭示這些礦物是如何隨著時間推移形成的，現代科學家或許能夠從這個過程中獲得啟示，為核廢料容器等結構建造更堅固的混凝土。
古德蒙德森說，由於如此加固，蘇爾特塞島的核心很可能在數千年內保持島嶼狀態。這與許多火山島形成鮮明對比，例如2014年在湯加附近出現的一個火山島，但已經侵蝕了40%。“由於絕大多數這些島嶼都會消失，我們很可能大大低估了海洋中海平面或略低於海平面發生的噴發的次數和規模，以及相關的火山風險，”紐西蘭陶波GNS科學研究所的火山學家尼科·福尼耶說。
美國地質調查局門洛帕克分局的榮譽地質學家詹姆斯·摩爾說，無論蘇爾特塞島的鑽探結果如何，都應該極大地推進從1979年專案中獲得的快照，他是早期專案的負責人。“我們做了很多現在要測試的估計，”他說。“感覺太棒了。”
本文經許可轉載，並於2017年7月21日首次發表。