日本发起研究高发性地震带深海科学钻探计划

　　日本发起研究高发性地震带的深海科学钻探计划

　　随着日本“地球（Chikyu）”号钻探船载着科学家离开Shingu港，南海地震区域实验项目(NanTroSEIZE)正式拉开大幕。一切准备就绪，只待行进至目的地钻探、采样以及在地球的一个地震高发地带装入监控仪器。

　　钻探船的下水为一系列科学钻探考察揭开序幕，它将取回地质样本，并首次从南海凹槽断层地区获取科学数据。位于日本西南海岸，南海海槽几百万年以来已经引起了多次大规模的地震和海啸，包括1944年和1946年历史上著名的大地震，两次地震按里克特震级算分别达到了8.1级和8.3级。

　　南海地震区域实验项目得到了国际大洋钻探计划(IODP)的支持。该计划是由日本、美国、欧盟、中国以及韩国共同资助的一项海洋研究计划。南海地震区域实验项目的科学家准备将钻头钻入地球深处，以观测众所周知的断层区域的地震机制。当地壳构造板块发生碰撞且一个板块滑向另一板块下面时就会现出这种断层过程。科学家将从这一俯冲区采集地质样本，以便国际大洋钻探计划的科学家能够对它们进行分析，从而对岩石的磨擦性质进行研究。

　　在这之后，科学家将在海床下面（即地震断层带）安装一些传感器，以近距监控地震的发展情况。这些传感器和从岩心收集的数据有望使人们对造成地震的自然发生过程获得新的理解。据国际大洋钻探计划的科学家预计，这些新数据还将帮助他们理解水的运动以及水怎样对俯冲地带造成影响。

　　海洋钻探计划的负责人，美国国家科学基金会（NSF）的詹姆士·F·艾伦将首个南海地震区域实验项目喻为一个重要的里程碑。她称：“美国国家科学基金会对一个新的明天的开始表示欢迎，"地球"号钻探船使我们能够在破坏性极大的地震的源头探究其产生的原因，通过不稳定的、厚厚的沉积物区域的晶内核状偏析来研究地球的历史，它还能帮助我们对海洋硬壳的形成原理进行研究。”艾伦指出：“这些新的能力将成为美国科学海洋钻探船和欧洲特定任务平台的有力补充。它们同样也支持国际大洋钻探计划的科学研究。它们已经成功地对海底生物圈和地球的动态气候进行了研究。”

　　整个南海地震区域实验项目的实施将分为以下四个阶段：

　　第一阶段，即现在进行的这个阶段，需要在6个钻探地点进行钻探和采样，以刻画出这一地区的地质概况，从而为此后更深的提升钻探提供信息。

　　第二阶段，钻探两个深孔中第一孔，使用“地球”号独特的提升钻探技术来定位海底以下约3500米的倾斜较大的断层带（这里往往产生一排断层）。

　　第三阶段，集中在6000米深的地方和板块界面间进行钻探，以进入孕震区和俯冲洋壳区。

　　第四阶段，在两个超深钻孔中安装长期观测系统。

　　在第一阶段，钻探的目标如下：

　　1)钻过即将遇到的四国海盆沉积物和洋壳以下地区。

　　2)前沿钻探系统需到达加积楔底部。

　　3)到达中楔叠断层系统（巨大的分叉断层群）。

　　4) 在鉴别出的用于此后深穿透进入孕震区断层的地方钻探两个约1000米深的孔。

　　根据科学家的最新预测，现在正在进行的第一阶段将持续至11月16日。而第一阶段的后续部分可能将从2007年11月17日持续至12月19日。

　　在第一阶段的所有钻探地点，科学家都会进行随钻测井(LWD)研究。随钻测井操作是指在每个地点不间断地以一种控制的速率往地下深钻一个或多个孔的同时，将测量工具并入孔底装置中，相对钻头较短距离（通常为十几米的距离）。当孔被劈开后，科学家很快就能得到测量数据，同时还可能最好地保证了数据的质量。随钻测井所获操作和科学数据对于最优化第一阶段的后续部分以及将来的钻探阶段都是至关重要的。

　　目前进行的南海地震区域实验项目是由联合首席科学家哈罗德·托宾（威斯康星大学麦迪逊分校的一名海洋地质学家）和联合首席科学家佐藤木下（日本海洋-地球科学技术机构(JAMSTEC)的一名海洋地球物理学家）共同领导的。

　　日本海洋-地球科学技术机构在日本是一所一流的研究机构。托宾称：“南海地震区域实验项目的基础目标是将长期监控装置放入地震的断层内，这样我们就能够观测断层发展过程的物理性质。我们将能够确定地震是否真的会有预兆，这发生于我们测量地震之前，因此它将为陆地上的人们提供早期警报系统。”

　　联合首席科学家木下解释称，对于日本的人们来说，地震和海啸都是非常严重的问题。他称：“所以，钻入地震源头研究其机制是合情合理且相对较为容易的。”南海地震区域实验项目科学小组将从水深2000米的海洋开始钻探，从海底向下钻入深达6000米的地心，以满足项目科学研究的需要。

　　在南海地震区域实验项目中居于重要地位的是“地球”号的系统综合测试。这些测试工作主要在Shimokita半岛附近进行。测试项目主要包括钻探、钻取土样以及导航系统。为定做的钻探船进行的海上试验开始于2005年，整个试验持续了2年多的时间才结束。“地球”号钻探船是世界上首艘装备提升装置的科学研究船。

　　该船配备的特别设计的高技术实验室主要用于岩心取样、记录以及分析工作。船上装备的复杂数据设备可接入巨大的国际大洋钻探计划的数据库。每天和每周的测量结果可通过网络从钻探船传至一个全球性的研究科学家的团体。他们正热切期望从此次前所未有的研究中发现新的东西。

　　南海地震区域实验项目第一阶段由日本海洋-地球科学技术机构的深地探索中心(CDEX)以国际大洋钻探计划的名义进行管控。国际大洋钻探计划是一项国际海洋研究计划，旨在通过监控和从海底以下环境取样来推进对地球的科学理解。

　　国际大洋钻探计划从2003年开始运作，它是此前大洋钻探计划和深海钻探计划的延续。由美国国家科学基金会和日本教育文化体育与科学技术部(MEXT)领导的国际大洋钻探计划目前拥有21个成员。其联系成员包括欧洲海洋研究钻探联盟（ECORD）、中国科技部以及韩国。