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沉積物中的有機(jī)物上有著超過350度的熱痕跡

——有關(guān)方面正在利用地球深層勘探船“地球號(hào)”進(jìn)行著“南海海槽地震帶鉆探計(jì)劃”。

地球深層探查中心主任東垣說：“從歷史上來看，紀(jì)伊半島海域一直是南海地震的觸發(fā)點(diǎn)�！�

地球深層探查中心主任東垣（以下簡稱：東）：調(diào)查對象是日本紀(jì)伊半島海域的南海海槽。從歷史角度看，這是紀(jì)伊半島海域成為南海地震觸發(fā)點(diǎn)的場所。我們正在以南海地震的誘因區(qū)域?yàn)橹行拈_展鉆探計(jì)劃。

可能引發(fā)南海地震的有兩大斷層。一是“分支斷層”（從斷層分支出來的斷層），二是“滑脫斷層”（板塊邊界的斷層）。究竟是哪個(gè)斷層滑動(dòng)將引發(fā)南海地震一直以來是一個(gè)非常重要的問題。

“地球號(hào)”以往的鉆探都是為了對這一問題進(jìn)行調(diào)查。通過對得到的試料（沉積物）中含有的有機(jī)物進(jìn)行調(diào)查，可以得知試料曾經(jīng)承受的熱量。調(diào)查的結(jié)果顯示，分支斷層與滑脫斷層都發(fā)現(xiàn)了超過350度的熱痕跡。

在海底，無論發(fā)生怎樣的情況，溫度都不可能超過350度。唯一有可能的是隨著地震斷層發(fā)生滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱。

也就是說，無論是分支斷層還是滑脫斷層，都存在滑動(dòng)的可能性。而且，對周圍地層進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果顯示，在1944年東南海地震時(shí)，斷層有可能發(fā)生了滑動(dòng)。

“地球號(hào)”的鉆探地點(diǎn)示意圖。菲律賓海板塊以1年約4厘米的速度向歐亞板塊下方下沉。兩個(gè)板塊邊界的斷層叫作“滑脫斷層”，斷層分枝的地方叫做分支斷層。

已經(jīng)在海底1000米處設(shè)置測量系統(tǒng)，并繼續(xù)深入鉆探

——明確斷層的滑動(dòng)有哪些作用？

東：例如海嘯對策。在2011年發(fā)生東日本大地震時(shí)，據(jù)說斷層滑動(dòng)了50米。正因?yàn)榛瑒?dòng)如此之大，才引發(fā)了那樣強(qiáng)烈的海嘯。

“地球號(hào)”在過去鉆探的海底地下1000米處設(shè)置了地震儀、海嘯記錄儀、溫度計(jì)等測量系統(tǒng)。通過使用這些儀器，可以實(shí)時(shí)了解在地震發(fā)生前后，地殼中處于怎樣的狀態(tài)。

南海地震同樣如此，通過了解斷層的滑動(dòng)情況，有助于預(yù)測海嘯的規(guī)模。還可以應(yīng)用于國家關(guān)于海嘯對策的指針等中。

——鉆探計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)行了第一階段（2007年度）、第二階段（2009年度）和第三階段（2010年度與2012年度），從9月13日到2014年1月是第三階段的剩余期間，從2014年開始，計(jì)劃將進(jìn)入第四階段。

東：較淺部分的鉆探已在第二階段完成。從第三階段開始，我們將進(jìn)行更深的鉆探，以調(diào)查地震發(fā)生的原理。這一次鉆探的目標(biāo)是海底地下3600米～4400米。2014年將鉆探到5200米。

我們最想知道的是斷層摩擦的強(qiáng)度。斷層的滑動(dòng)是在強(qiáng)烈的摩擦作用下“忍耐”，這種“忍耐”在某一瞬間得到釋放，并引發(fā)了地震？還是在較小的摩擦力下快速滑動(dòng)？通過實(shí)際進(jìn)行觀測，可以了解斷層的實(shí)際情況。

但是，如果要與較淺的地點(diǎn)同樣，在斷層深處設(shè)置地震儀和水壓計(jì)等傳感器，就會(huì)產(chǎn)生問題。海底地下深處的溫度超過150度，電子部件很難正常工作。因此，開發(fā)能夠在高溫下長期發(fā)揮作用電子部件，成為準(zhǔn)備工作的第一步。

調(diào)查海底地形與海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)的反射法地震勘探。通過使用氣槍向海底發(fā)射聲波并且接收反射波（上），可以掌握海底的地質(zhì)結(jié)構(gòu)（下）。

30名世界頂尖科學(xué)家登上“地球號(hào)”

——有哪些研究者和工作人員參加了南海海槽的鉆探？

東：首先是駕駛船舶的船長和操作員�！暗厍蛱�(hào)”沒有傳統(tǒng)式的舵。屬于DP（動(dòng)態(tài)定位）船，因此需要能夠駕駛DP船的人材。

駕駛“地球號(hào)”需要具備進(jìn)行各種推測的能力。乘員要訓(xùn)練有素，能夠在天氣惡劣，或是管道脫落時(shí)順利逃生。這些人員來自于日本海洋鉆探公司（JDC）與日本郵船公司合資成立的子公司。

而且，同時(shí)搭乘的還有實(shí)際放下管道進(jìn)行鉆探作業(yè)的鉆探工。

其余的乘員是科學(xué)家及其助手�！暗厍蛱�(hào)”也配備了X射線斷層掃描（CT）等設(shè)備，這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備的技術(shù)人員也作為支援人員隨行。

全體人員共計(jì)180名左右，其中約30名是世界頂尖的科學(xué)家。大致來說，科學(xué)家的3分之1是日本人，3分之1是美國人，其余3分之1是歐洲和亞洲的研究者。

紀(jì)伊半島到半島海域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)（上），以及鉆探場所的位置與斷層的情況（下）。

“地球號(hào)”是研究者的“虎穴”

——對于由多國人員參加的國際研究項(xiàng)目，重要的事項(xiàng)有哪些？

東：乘坐“地球號(hào)”這樣的國際共同研究船舶時(shí)，除了少數(shù)熟人之外，大多數(shù)人都是第一次見面。這樣一來，溝通也就變得非常重要。如果溝通不暢，科學(xué)家之間也會(huì)產(chǎn)生矛盾。

其次，如果缺乏作為科學(xué)家的魅力，還有可能會(huì)受到團(tuán)隊(duì)的排擠。在團(tuán)隊(duì)中，在科學(xué)方面發(fā)揮不了作用的人將會(huì)逐漸失去信賴。

再者，團(tuán)隊(duì)既是共享目標(biāo)的伙伴，也是為成就學(xué)術(shù)成果而競爭的對手。對于試料，大家都想要最好的。除了溝通之外，還需要形成良性競爭。

研究者之間的交談全部使用英語。就算是日本人，也必須使用英語進(jìn)行溝通。因此，在上船之初，不少研究者都在溝通和競爭意識(shí)等方面感受到了壓力。但是，只要克服這個(gè)障礙，就能與世界頂尖科學(xué)家一同工作。

進(jìn)入“地球號(hào)”后立即開始分析鉆探資料的研究者。“地球號(hào)”擁有X射線斷層掃描等眾多測量和分析設(shè)備，也被稱為“漂浮在海上的研究室”。

正因?yàn)檠芯凯h(huán)境如此嚴(yán)峻，我們都把“地球號(hào)”叫作“虎穴”（笑）。（未完待續(xù)）（作者：長坂邦宏，日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿）