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地质学家历史上首次成功穿透地壳并从地球内部提取了地幔样本，这是地球内部最大的层之一。科学家们为此付出了长时间的努力，遍及世界各地。例如，在20世纪60年代，美国启动了名为'莫霍尔'的项目，在水下成功钻探了五口深度达180米的井。而在1970年，科拉超深井钻探项目开始，其深度最终超过12,000米。这些都是令人印象深刻的成就，但迄今为止，还没有一个地质学团队能够如此接近地幔。新技术和科学家的智慧使得这一目标成为可能。  地球由哪几层组成？ 从我们上学时期就知道，地球由三层构成：地壳、地幔和地核。实际上，我们的地球结构与鸡蛋很相似：地壳类似于蛋壳，地幔类似于蛋白，而地核则类似于蛋黄。  地壳是地球表面最薄的一层，但人类迄今尚未完全钻穿地壳并达到地幔。地壳的厚度因地区而异，山区的厚度可达100千米，而海洋下的厚度约为6-7千米。  可以理解的是，为了获取地幔样本，地质学家最好在水下进行钻探，因为那里地壳最薄。然而，这是一项非常复杂的任务，因为它需要可靠的船只、强大的钻探设备、能够耐受高温和高压的设备以及能够在钻探过程中保持钻孔平稳的技术。 地球上最深的洞穴 自20世纪下半叶以来，人们曾多次尝试钻探最深的地下洞穴。人们认为，提取地幔样本后，将能够了解更多关于地球内部结构和发生在其中的过程的有趣信息。 莫霍尔项目中的地球钻探 在1961年至1966年期间，美国科学家在'莫霍尔'项目中试图完全钻穿地壳。特别是，研究人员计划达到莫霍界面——分隔地壳和地幔的下界。  他们使用了名为CUSS I的平台进行钻探，该平台抵达了位于太平洋3.5千米深处的瓜达卢佩火山岛。在长时间的工作过程中，科学家们成功钻探了五口深度达180米的井，但未达到目标——由于资金问题，该项目被取消。  科拉超深井钻探 从1970年到1991年，在俄罗斯的科拉半岛进行了一项深度为12,262米的钻探。在7,000米深度之前，专家们使用了'乌拉尔马什-4E'装置，之后使用了'乌拉尔马什-15000'装置。该井于1994年完全封闭，此前发生了一系列事故。1997年，科拉超深井钻探被载入吉尼斯世界纪录，成为人类对地壳进行最深入探索的典范。  2008年，科拉超深井失去了纪录保持者的地位，因为卡塔尔的阿尔沙欣油田出现了一口深度为12,290米的马士基石油公司BD-04A井。而在2017年，俄罗斯的萨哈林Z-44查沃海域出现了一口深度为15米的井。 到目前为止，已经知道地幔对位于其上方的地壳有很大影响——它参与了大陆运动、火山喷发、地震等等。在研究过程中，科学家们经常从地幔中发现很多新信息。例如，在2023年，他们发现了一个以前未知的新层。 中国开始钻探最深的井 在2023年6月，人们得知还将在中国西部新疆地区的塔里木盆地钻探一口深井。预计中国的这口井将达到11千米的深度，井筒将达到地壳白垩纪系列、年代为4500万年的层状岩石。科学家们希望在那里找到像石油和天然气这样的有用矿产，因为此前中国石油化工集团公司在同一塔里木盆地的8500米深处发现了石油和天然气储藏。此外，科学家们还希望通过钻探了解更多关于地球的结构和历史。  预计钻探11千米深井将需要457天时间。钻探设备重达2000吨，能够在高达摄氏200度的温度下工作。此外，该设备还需要承受高压，因为在较大深度，压力比地表高出1300倍。 科学家们提取了地幔样本 在'莫霍尔'项目和科拉超深井钻探期间，人们未能到达地幔，原因是资金不足、设备能力不足，或者地壳厚度太大。但是今天这些问题已经得到解决。工程师们早已研制出可靠的船只，钻探工具可以在最极端的条件下工作，而GPS导航系统无障碍地保持钻探设备的稳定。 2023年4月，地质学家、微生物学家和其他科学家登上了研究船乔迪斯决心号，开始钻探新的、最深的水下井。他们找到了一个适合钻探的地点——亚特兰蒂斯海山群，位于大西洋北部。在1981年，科学家们发现，在美洲和非洲大陆连接处有一个特别薄的地壳层，其厚度不超过1000米。  在几个月的时间里，乔迪斯决心号船的船员成功地钻探了一口深度为1,267米的井。与前面提到的项目相比，这是非常小的深度，但由于选择了地壳最薄的地点，科学家们成功地提取了地幔样本。在工作期间，深处的温度达到了摄氏204度。  值得注意的是，从技术上讲，科学家们没有达到地幔，而是从'构造窗口'中提取了样本——这个区域是地幔岩石靠近地壳的地方。根据探险队成员莱斯利·安德森的说法，地幔岩石非常难以获取，但亚特兰蒂斯海山使他们能够到达这些地方。  科学家们将研究所获得的样本。初步分析已经显示其中存在辉石橄榄岩——一种在上部地幔中普遍存在的岩石。不排除岩石成分可能因接触海水而发生改变，因此科学家们希望继续钻探并获得更深的样本。 |
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