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(1)
文/梁文宗

從1985年開始執行的國際「海洋鑽探計劃(Ocean Drilling Program, ODP)」實際上是由1968年的「深海鑽探計劃(Deep-Sea Drilling Project, DSDP)」延伸而來,至今已跨過30多個年頭,不僅於鑽探技術大幅改進,各項科學研究更是成果輝煌。由於大洋的沉積環境遠較陸地穩定,不易遭受風化侵蝕,所以在從海床鑽取上來的岩心(core,圓柱狀的沉積物或岩石標本)裡面,可以找到大洋形成之後,地球變遷所遺留下的連續記錄,例如微體古生物的分布、氧同位素的變化、磁化率的改變以及岩石的礦物化學成分等等,這些資料對於古氣候、古海洋環境、海洋地殼的形成乃至板塊運動的重建等,都扮演著舉足輕重的角色,同時也影響我們對地球未來環境的認知,比如說天文軌道力(astronomical force)會實際影響地球的日照,進而影響地球的氣候,這種長時間尺度的變化(2萬年以上),只能透過岩心資料獲得。

筆者有幸在1999年底參加海洋鑽探計劃為期兩個月的第187航次,研究區域位於澳洲與南極洲之間的東南印度洋(圖一),平均水深約為五千多公尺。這個航次的主要科學目標,是想要暸解印度洋與太平洋上地幔(上部地函)物質,從中洋脊露出地表後在海床上分佈的情形,進而推論這個地區的地幔物質在長時間尺度下如何運動。過去分析由深海鑽探計劃沿東南印度洋脊撈取的玄武岩樣本發現,東經127°附近是一顯著的邊界,在鉛及其他同位素特性上,此邊界以西屬印度洋型態,此邊界以東則屬太平洋型態(圖二),但是往外延伸的情形如何,將決定我們對地幔流場的看法,如果這個邊界呈尖銳V字形尖端指向西方,則極有可能是太平洋物質在澳洲大陸完全脫離南極洲後,往西灌入東南印度洋所致;但是如果邊界仍然離東經127度不遠呈近似垂直洋脊分佈,那麼原來區隔兩大地幔岩漿庫的邊界位置,長久以來就在東南印度洋的中央底下。整個航次裡共鑽了23個井位,平均每個井位下放約6000公尺的套管,連同測試工作在內,施放的管線總長度超過150公里,幾乎可以橫跨台灣。目前這些樣本尚在處理當中,很快就會有答案出
來。

圖一、海洋鑽探計劃第187航次在東南印度洋的鑽探區域。中間東西向的粗實線是東南印度洋脊,兩側細線是等年代線,南北向的虛線則是破裂帶。圖中呈V字形的灰色及粗黑實線標示兩條可能的同位素邊界(詳見本文)。(本圖取自海洋鑽探計劃第187航次的計劃書
http://www-odp.tamu.edu/%20publications/prosp/187_prs/187toc.html

 

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