美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地幔中可能含有豐富的石油資源 _美國

據(jù)美國廣播公司（ＡＢＣ）科學(xué)新聞頻道日前報道，美國科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，迄今人們所知不多的地幔中可能含有豐富的石油資源。在能源日趨緊張的今天，這一消息引起了各界關(guān)注，因為之前人們認(rèn)為地幔“大概只是厚實的巖石層” ，不大可能含有大量能源。
迄今為止，人們使用的石油都是從地殼中開采的。石油在地殼中的分布極端不平衡：從東西半球來看，約３／４的石油資源集中于東半球，西半球僅占１／４。２００４年，日本科學(xué)家曾聲稱，地球已探明的石油儲量為１０１９５億桶，僅可供開采４３年。很多人擔(dān)心，在新能源與可再生能源技術(shù)成熟之前，地球上的能源是否已青黃不接？人類是否注定面臨能源“冰河期”？
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類已能將飛行器送到月球、火星，甚至送出太陽系，卻難以將人造裝置深入大地。科學(xué)家一直用各種辦法模擬、間接觀察地底情況，例如，２００１年啟航、至今仍在海上作業(yè)的日本探測船“地球”號，就號稱要“鉆向地幔”，已獲得了很多地底深處地質(zhì)活動的寶貴數(shù)據(jù) 。
地球由外向內(nèi)分為３個同心球?qū)樱旱貧ぁ⒌蒯：偷睾?。可能含有石油資源的地幔是什么樣呢？根據(jù)美國地質(zhì)勘探局（ＵＳＧＳ）網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)，地幔厚約２９７０千米，占地球體積的８４％。地幔又分為上地幔和下地幔（分別厚約７２０千米和２１７１千米），其中上地幔對地殼運動影響較大，科學(xué)家們研究得相對較多。
由于地幔處在地殼之下，而地殼平均厚度達(dá)１５千米，科學(xué)家不可能通過直接探測證明地幔中是否有石油。負(fù)責(zé)此研究的美國華盛頓卡梅隆研究所的亞歷山大·岡察洛夫表示，他們主要通過模擬地幔高溫高壓環(huán)境進(jìn)行實驗，得到研究結(jié)果。
地幔資源并非“杯水車薪”
據(jù)岡察洛夫介紹，他們將甲烷（天然氣、沼氣的主要成分）加熱到１２００攝氏度，然后用加壓技術(shù)模擬距地表７０千米至１５０千米巖層下的高壓環(huán)境，觀測實驗結(jié)果。對實驗產(chǎn)物的分析發(fā)現(xiàn)，甲烷立即被轉(zhuǎn)化成丁烷和丙烷等碳?xì)浠衔?nbsp;，而這兩種產(chǎn)物正是原油的主要成分，這意味著地幔中可以形成石油！岡察洛夫強調(diào)，這種可能性“很大” 。
在此之前，研究人員已通過模擬實驗證明了地幔中可以存在甲烷。英國《自然》雜志網(wǎng)站曾報道說，美國印第安納大學(xué)科學(xué)家曾在模擬地幔環(huán)境試驗的反應(yīng)產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)甲烷氣體。這就為形成石油提供了原料。
科學(xué)界的傳統(tǒng)觀點認(rèn)為，絕大部分化石能源，包括煤、石油、天然氣，都存在于地殼中，地幔中即使有，也應(yīng)是微不足道的極少量。但岡察洛夫等人的新發(fā)現(xiàn)顯示，上地幔中厚約８０千米的同心球體具備形成石油的天然條件，總厚度比地殼最深處還厚，含有的石油量可能相當(dāng)可觀。而這還只是最保守的估計，上地幔其他區(qū)域及整個下地幔中是否含有石油還不得而知。特別是下地幔，占地幔體積的一大半，但由于位置太深，人類對它的研究并不多。
新技術(shù)帶你“地心漫游”
【美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)地幔中可能含有豐富的石油資源】盡管地幔深不可入，但好奇的天性使得人類總想進(jìn)行一次地心之旅，“地心漫游”也成了熱門的科幻電影題材，如２００８年根據(jù)法國著名科幻作家凡爾納的小說《地心游記》改編的影片《地心漫游記３Ｄ》。
不能深入地底，不能直接觀測，那么科學(xué)家是怎樣探索地下幾十甚至幾百千米下的地幔呢？以下是幾種主要方法：
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通過人工作業(yè)采集地幔樣本有巨大的難度，就算號稱鉆向地幔的“地球”號也只能鉆到地下約７０００米。但有時，地幔也會用出人意料的方式出現(xiàn)在人們面前，比如火山爆發(fā) 。人們曾發(fā)現(xiàn)來自離地表３００千米深處的地幔巖石，這些巖石告訴我們，地幔的最上層是由橄欖巖和榴輝巖組成的。
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這一方法和第一種方法有相似之處，依賴的都是地質(zhì)活動的產(chǎn)物。探測地幔的最有力工具是監(jiān)測來自世界各地的地震波。地震時會產(chǎn)生兩種不同的地震波：Ｐ波（縱波）和Ｓ波（橫波）。像光波一樣，當(dāng)穿越不同密度的巖石邊界時，地震波也會發(fā)生反射和折射。利用這些特性，研究人員就可以對地球內(nèi)部成像。
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通過引進(jìn)醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，例如超聲波或ＣＡＴ掃描成像技術(shù)（ＣＡＴ掃描儀，又稱計算機Ｘ射線軸向分層造影掃描儀，原本是用來探查太空元件瑕疵的技術(shù)，現(xiàn)在ＣＡＴ掃描儀能使醫(yī)生在手術(shù)前更詳細(xì)地檢查有病的器官，也有助于醫(yī)生對疾病進(jìn)行正確診斷），對地核和地幔邊界進(jìn)行詳細(xì)成像。這些圖像還能幫助科學(xué)家了解地球內(nèi)部的熱能在哪些部位、是怎樣產(chǎn)生，以及如何傳輸?shù)降乇淼?。
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這是目前使用最廣的研究方法，也是促進(jìn)地球科學(xué)、計算機科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)幾大學(xué)科交叉的研究方法之一。除了岡察洛夫等人采用的化學(xué)模擬，研究人員還經(jīng)常制作相關(guān)特征模型，對地幔進(jìn)行熱量和化學(xué)研究。
生命起源于地球內(nèi)部？
根據(jù)美國地質(zhì)勘探局公布的數(shù)據(jù)，絕大多數(shù)地震發(fā)生在地殼和地幔上部邊緣７０千米以內(nèi)，特別是集中在６至２０千米深處。如果能更好地觀測地殼深處以至地幔的地質(zhì)活動，就能獲得大量地底深處的數(shù)據(jù) ，為探究地震成因提供第一手資料。
探索地幔還能幫助人類揭開生命起源之謎。關(guān)于生命的起源，一種說法是宇宙中的彗星經(jīng)過地球，帶來了生命的種子。另一種說法是，生命其實源于地球內(nèi)部，地幔處于高溫高壓環(huán)境，水分和氧氣稀少，是保存原始生命的天然場所。在早期的鉆探中，科學(xué)們就曾在樣本中發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)菌，這種細(xì)菌在經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)后，可以變成一種酶，而酶是細(xì)胞賴以生存的基礎(chǔ) 。

青年參考　森堡