從北大西洋中大西洋海脊採集的鑽探岩心鑽入地函1268公尺(4160英尺)，創造了新的記錄，為研究海洋地函提供了深入而詳細的礦物學資料。這些發現揭示了地函組成、地球深層地質以及生命起源所涉及的潛在生物地球化學條件的新見解。

研究人員表示，從地函中採集的岩石與早期地球上的岩石更為相似，而不是與當今大陸上常見的岩石更相似。圖片來源:Johan Lissenberg

了解地球的地函對於理解地球系統的重要細節至關重要，包括地球岩漿作用、地殼形成以及地球內部、水圈、大氣圈和生物圈之間的元素循環。目前已知的大部分資訊都基於從海底挖掘的岩石。

然而，這些樣本往往缺乏關鍵的地質背景，並且由於火成岩作用和海底風化(包括蛇紋石化)而受到礦物學上的改變。雖然深海橄欖岩岩心(地球上地函的主要岩石)可以提供連續的記錄，但鑽取千米深孔以獲取岩心卻是一項艱鉅的挑戰。

2023年春季，海洋鑽探船「決心號」執行了第399號「生命基石，亞特蘭提斯地塊」探險任務，鑽探了1268公尺近乎連續的地函岩石。圖片來源:Thomas Ronge(399號探險，JRSO_IODP)

現在，約翰·利森伯格及其同事報告了從大西洋中脊採集的近1268公尺長的蛇紋岩化深海地幔橄欖岩鑽孔岩芯的回收和特徵描述。該岩心是在國際大洋發現計畫(IODP)第399次考察期間於2023年從被稱為亞特蘭提斯地塊的熱液活躍區採集的。 Lissenberg等人記錄了岩心在各種尺度上的顯著礦物學變化，包括蛇紋石化程度。

約翰‧利森伯格教授(左)及其同事正在分析從大西洋中脊「構造窗口」採集的岩心。圖片來源:萊斯利·安德森，Exp. 399，JRSO_IODP

與全球其他深海橄欖岩樣本相比，該樣本的輝石含量也出乎意料地低，這可能是因為在熔融流動過程中發生了高度消耗和輝石溶解。與常見模型相反，熔體遷移與地函上湧呈傾斜狀態。作者觀察到整個岩心的熱液流體與岩石相互作用，氧化風化作用可到達200公尺深處。他們還發現，輝長岩侵入體在熱液蝕變和調節橄欖岩熱液噴口流體成分方面發揮意想不到的作用，而熱液噴口被認為是早期地球和其他行星上生命起源化學作用導致生命發展的環境模型。

埃里克·海勒布蘭德(Eric Hellebrand)在一篇相關論文中寫道:”幾十年來，透過挖掘進行的海底取樣描繪了地幔的粗略礦物學圖景。然而，每一次新的鑽探任務都揭示了地函和海洋地殼形成的驚人景象。

編譯自/ scitechdaily