从北大西洋中大西洋海脊采集的钻探岩心钻入地幔1268米(4160英尺)，创造了新的记录，为研究海洋地幔提供了深入而详细的矿物学资料。这些发现揭示了地幔组成、地球深层地质以及生命起源所涉及的潜在生物地球化学条件的新见解。
研究人员表示，从地幔中采集的岩石与早期地球上的岩石更为相似，而不是与当今大陆上常见的岩石更为相似。图片来源:Johan Lissenberg
了解地球的地幔对于理解地球系统的重要细节至关重要，包括地球岩浆作用、地壳形成以及地球内部、水圈、大气圈和生物圈之间的元素循环。目前已知的大部分信息都基于从海底挖掘的岩石。
然而，这些样本往往缺乏关键的地质背景，并且由于火成岩作用和海底风化(包括蛇纹石化)而受到矿物学上的改变。虽然深海橄榄岩岩心(地球上地幔的主要岩石)可以提供连续的记录，但钻取千米深孔以获取岩心却是一项艰巨的挑战。
2023年春季，海洋钻探船“决心号”执行了第399号“生命基石，亚特兰蒂斯地块”探险任务，钻探了1268米近乎连续的地幔岩石。图片来源:Thomas Ronge(第399号探险，JRSO_IODP)
现在，约翰·利森伯格及其同事报告了从大西洋中脊采集的近1268米长的蛇纹岩化深海地幔橄榄岩钻芯的回收和特征描述。该岩心是在国际大洋发现计划(IODP)第399次考察期间于2023年从被称为亚特兰蒂斯地块的热液活跃区采集的。Lissenberg等人记录了岩心在各种尺度上的显著矿物学变化，包括蛇纹石化程度。
约翰·利森伯格教授(左)及其同事正在分析从大西洋中脊“构造窗口”中采集的岩心。图片来源:莱斯利·安德森，Exp. 399，JRSO_IODP
与全球其他深海橄榄岩样本相比，该样本的辉石含量也出乎意料地低，这可能是因为在熔融流动过程中发生了高度消耗和辉石溶解。与常见模型相反，熔体迁移与地幔上涌呈倾斜状态。作者观察到整个岩心中的热液流体与岩石相互作用，氧化风化作用可到达200米深处。他们还发现，辉长岩侵入体在热液蚀变和调节橄榄岩热液喷口流体成分方面发挥着意想不到的作用，而热液喷口被认为是早期地球和其他行星上生命起源化学作用导致生命发展的环境模型。
埃里克·海勒布兰德(Eric Hellebrand)在一篇相关论文中写道:"几十年来，通过挖掘进行的海底取样描绘了地幔的粗略矿物学图景。然而，每一次新的钻探任务都揭示了地幔和海洋地壳形成的惊人景象。更雄心勃勃的钻探项目将揭示重要信息，帮助我们理解海洋地幔的生物地球化学效应。”
编译自/scitechdaily