如果您曾經想過挖一個洞到中國，那麼一艘新的日本船可能是您的最佳選擇。工人們剛剛完成了一艘海洋鑽探船的最後潤色工作，該船旨在鑽探到前所未有的深度，並實現一個長期以來的目標：穿透地球的岩石地殼到達地幔。
人們對地幔的瞭解甚少，它約佔地球質量的三分之二，並且是與構造板塊運動相關的看不見的對流過程的關鍵。對於日本這個橫跨至少三個地殼板塊交匯處的多島群國家來說，地震也是一個問題。“日本位於這些活躍的行星過程之中，實際上有 3000 萬人居住在地球上最危險或最活躍的地區之一，”日本海洋地球科學技術機構深海地球勘探中心 (CDEX) 主任平朝彥說，該機構負責運營這艘船。
為了研究地幔，地球物理學家不得不依賴間接方法，例如觀察地震訊號和測量重力場變化。他們可以檢查透過火山活動或斷層作用帶到地表的幔巖，但由於這種物質經歷了大量的加熱、冷卻和其他過程，許多人認為它並不能真正代表地幔。突破地殼和更熱的地幔之間的邊界——稱為莫霍洛維奇不連續面或莫霍面——將使科學家能夠直接獲得新鮮的地幔樣本，以及其環境（包括可能的微生物）的流體、氣體、溫度和壓力條件，這些條件在岩石自然到達地表時會丟失。來自 18 個國家的科學家在美國鑽探船JOIDES Resolution上工作，最近試圖在大西洋中脊到達地幔，但他們以估計不到 300 米的距離錯過了目標。
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7 月，長崎港的技術人員完成了地球號（日語中意為行星“地球”）的最後舾裝，並將這艘重達 57,500 噸、長 210 米的巨型白色船隻移交給了 CDEX。地球號將於今年秋季在北海道附近開始船員培訓，它作為綜合海洋鑽探計劃的一部分進行部署，該計劃是一項始於 2003 年的長期努力，其主要參與者是日本、美國和歐盟。
除了是海上最先進的實驗室外，這艘科學考察船還擁有最高的鑽井井架，高出水線 112 米，鑽桿長 9.5 公里——是帝國大廈高度的 22 倍。預計當耗資約 5.4 億美元的地球號漂浮在深達 2,500 米的海域時，這臺鑽孔機將穿透約 7,000 米的地殼。目標鑽探地點包括地幔因構造作用而最接近地表或地殼相對較薄的區域，例如日本太平洋沿岸的南海海槽。
為了打破目前 2,111 米的鑽探深度記錄，地球號採用了石油工業中久經考驗的技術。其鑽探系統在井口上方使用了一個 380 噸重的保護套管，大小約為六層辦公樓。它可以保護船隻免受甲烷氣體和加壓流體噴發的影響，並允許安全回收 9 米長的岩心樣本。
另一項至關重要的技術是地球號的動態定位系統，這是一種自動化的衛星引導定位裝置，可透過船體下方的六個 360 度推進器校正風力、海浪和水流力，使船隻保持在鑽孔上方。地球號將參與多個鑽探和取芯專案，CDEX 科學家倉本真一表示，它建立的一些孔洞未來可用於安置現場地殼監測器，從而改進地震預警系統。
鑽探到地幔——或任何海底鑽探——的一個風險是進入天然氣水合物囊穴。如果羽流噴出並上升，可能會使船隻沉沒。逸出的氣體也可能引發災難性的爆炸和火災。但地球物理學家認為，這種風險是值得承擔的。CDEX 科學家丹尼爾·庫雷維茨斷言，直接取樣和監測地幔“將極大地擴充套件我們的理解，並可能為探索我們稱之為家的星球的本質、歷史和未來開闢新的途徑。”