美国科学家发现地幔中可能含有丰富的石油资源

　　据美国广播公司（ＡＢＣ）科学新闻频道日前报道，美国科学家最新研究发现，迄今人们所知不多的地幔中可能含有丰富的石油资源。在能源日趋紧张的今天，这一消息引起了各界关注，因为之前人们认为地幔“大概只是厚实的岩石层”，不大可能含有大量能源。

　　迄今为止，人们使用的石油都是从地壳中开采的。石油在地壳中的分布极端不平衡：从东西半球来看，约３／４的石油资源集中于东半球，西半球仅占１／４。２００４年，日本科学家曾声称，地球已探明的石油储量为１０１９５亿桶，仅可供开采４３年。很多人担心，在新能源与可再生能源技术成熟之前，地球上的能源是否已青黄不接？人类是否注定面临能源“冰河期”？

　　随着科学技术的进步，人类已能将飞行器送到月球、火星，甚至送出太阳系，却难以将人造装置深入大地。科学家一直用各种办法模拟、间接观察地底情况，例如，２００１年启航、至今仍在海上作业的日本探测船“地球”号，就号称要“钻向地幔”，已获得了很多地底深处地质活动的宝贵数据。

　　地球由外向内分为３个同心球层：地壳、地幔和地核。可能含有石油资源的地幔是什么样呢？根据美国地质勘探局（ＵＳＧＳ）网站公布的数据，地幔厚约２９７０千米，占地球体积的８４％。地幔又分为上地幔和下地幔（分别厚约７２０千米和２１７１千米），其中上地幔对地壳运动影响较大，科学家们研究得相对较多。

　　由于地幔处在地壳之下，而地壳平均厚度达１５千米，科学家不可能通过直接探测证明地幔中是否有石油。负责此研究的美国华盛顿卡梅隆研究所的亚历山大·冈察洛夫表示，他们主要通过模拟地幔高温高压环境进行实验，得到研究结果。

　　地幔资源并非“杯水车薪”

　　据冈察洛夫介绍，他们将甲烷（天然气、沼气的主要成分）加热到１２００摄氏度，然后用加压技术模拟距地表７０千米至１５０千米岩层下的高压环境，观测实验结果。对实验产物的分析发现，甲烷立即被转化成丁烷和丙烷等碳氢化合物，而这两种产物正是原油的主要成分，这意味着地幔中可以形成石油！冈察洛夫强调，这种可能性“很大”。

　　在此之前，研究人员已通过模拟实验证明了地幔中可以存在甲烷。英国《自然》杂志网站曾报道说，美国印第安纳大学科学家曾在模拟地幔环境试验的反应产物中发现甲烷气体。这就为形成石油提供了原料。

　　科学界的传统观点认为，绝大部分化石能源，包括煤、石油、天然气，都存在于地壳中，地幔中即使有，也应是微不足道的极少量。但冈察洛夫等人的新发现显示，上地幔中厚约８０千米的同心球体具备形成石油的天然条件，总厚度比地壳最深处还厚，含有的石油量可能相当可观。而这还只是最保守的估计，上地幔其他区域及整个下地幔中是否含有石油还不得而知。特别是下地幔，占地幔体积的一大半，但由于位置太深，人类对它的研究并不多。

　　新技术带你“地心漫游”

　　尽管地幔深不可入，但好奇的天性使得人类总想进行一次地心之旅，“地心漫游”也成了热门的科幻电影题材，如２００８年根据法国著名科幻作家凡尔纳的小说《地心游记》改编的影片《地心漫游记３Ｄ》。

　　不能深入地底，不能直接观测，那么科学家是怎样探索地下几十甚至几百千米下的地幔呢？以下是几种主要方法：

　　１．采集地幔样本

　　通过人工作业采集地幔样本有巨大的难度，就算号称钻向地幔的“地球”号也只能钻到地下约７０００米。但有时，地幔也会用出人意料的方式出现在人们面前，比如火山爆发。人们曾发现来自离地表３００千米深处的地幔岩石，这些岩石告诉我们，地幔的最上层是由橄榄岩和榴辉岩组成的。

　　２．用地震波探测

　　这一方法和第一种方法有相似之处，依赖的都是地质活动的产物。探测地幔的最有力工具是监测来自世界各地的地震波。地震时会产生两种不同的地震波：Ｐ波（纵波）和Ｓ波（横波）。像光波一样，当穿越不同密度的岩石边界时，地震波也会发生反射和折射。利用这些特性，研究人员就可以对地球内部成像。

　　３．高分辨率成像

　　通过引进医学成像技术，例如超声波或ＣＡＴ扫描成像技术（ＣＡＴ扫描仪，又称计算机Ｘ射线轴向分层造影扫描仪，原本是用来探查太空元件瑕疵的技术，现在ＣＡＴ扫描仪能使医生在手术前更详细地检查有病的器官，也有助于医生对疾病进行正确诊断），对地核和地幔边界进行详细成像。这些图像还能帮助科学家了解地球内部的热能在哪些部位、是怎样产生，以及如何传输到地表的。

　　４．实验室模拟

　　这是目前使用最广的研究方法，也是促进地球科学、计算机科学、化学、物理学几大学科交叉的研究方法之一。除了冈察洛夫等人采用的化学模拟，研究人员还经常制作相关特征模型，对地幔进行热量和化学研究。

　　生命起源于地球内部？

　　根据美国地质勘探局公布的数据，绝大多数地震发生在地壳和地幔上部边缘７０千米以内，特别是集中在６至２０千米深处。如果能更好地观测地壳深处以至地幔的地质活动，就能获得大量地底深处的数据，为探究地震成因提供第一手资料。

　　探索地幔还能帮助人类揭开生命起源之谜。关于生命的起源，一种说法是宇宙中的彗星经过地球，带来了生命的种子。另一种说法是，生命其实源于地球内部，地幔处于高温高压环境，水分和氧气稀少，是保存原始生命的天然场所。在早期的钻探中，科学们就曾在样本中发现了一种细菌，这种细菌在经过化学反应后，可以变成一种酶，而酶是细胞赖以生存的基础。

青年参考　森堡