科學家在第 399 次探險中從地幔中發現了 1,268 公尺的岩石，這是在大西洋中脊進行的連續鑽探的世界紀錄。這項壯舉是由卡迪夫大學的約翰·利森伯格教授領導的，發生在這個深層非常接近海底的區域。研究結果發表在《科學》雜誌上，為理解地球內部結構開闢了新方法。
這項發現帶來的數據與先前的預測相矛盾。從亞特蘭提斯地塊採集的樣本顯示，輝石比科學模型預測的要少，而鎂卻比科學模型預測的要多，這表明該地區的地幔經歷了比想像中更劇烈的融化。這種意想不到的成分為全球範圍內的火山過程和岩漿形成提供了重要線索。
關於礦物成分的啟示
研究人員分析了從海底帶出的岩石的詳細礦物學。利森伯格教授解釋說，這項研究記錄了樣本的礦物成分和化學成分。岩石中確定的路線揭示了岩漿到達地表的路徑，為火山爆發機制提供了新的解釋，特別是那些發生在海底的火山爆發，這是全球大部分火山活動的原因。
地函位於地殼下方，是一條廣闊的半固態岩石帶，其流動速度達數百萬年。這種運動為構造板塊提供能量，從而產生地震和火山。對岩石樣本的分析揭示了不斷改變地球內部結構的複雜地質過程。
超過一公里的連續鑽探提出了重大的技術挑戰。這次探險中使用的 JOIDES Resolution 號船配備了尖端技術，可以在不影響其結構完整性的情況下提取樣本。這種方法使科學家能夠檢查岩層的自然序列，這對於了解地函的地質歷史至關重要。
原始生命出現的線索
地函岩石蘊藏著早期地球上生命如何出現的訊息。回收樣品中富含礦物橄欖石，它與海水反應產生氫氣和其他簡單的有機分子。這些物質被認為是地球上第一個生物體形成的重要成分。
伍茲霍爾海洋研究所的研究員蘇珊·Q·朗（Susan Q. Lang）強調，早期地球上存在的岩石與這次探險中收集的樣本比與當今形成大陸的更常見的岩石更相似。這項發現表明，了解地函的組成可以為了解生命出現所需的條件提供有價值的見解。
橄欖石和海水之間的反應機制所產生的化學能可以為第一個生物體提供燃料。對這些反應的持續研究使科學家能夠重建地球最早時期的宜居情景。因此，對地函的探索成為天體生物學和尋找其他星球生命的基本工具。
對海底火山活動與構造的影響
研究表明，海底火山活動遵循與大陸火山中觀察到的不同模式。當地函岩石從海底噴發時，會經歷獨特的岩漿分異過程。樣本中輝石豐度的變化表明該地區的岩漿經歷了與預測不同的礦物分餾。
- 樣品中橄欖石礦物含量高
- 地函融化比之前的估計更加劇烈
- 岩石結構中記錄的岩漿路線
- 全球主導海底火山的過程
- 產生簡單有機分子的化學反應
進行鑽探的大西洋中脊代表著一個構造板塊擴張的區域。在這個地區，熾熱的地函不斷上升，與海水接觸冷卻並形成新的洋殼。了解這些區域中出現的物質的實際成分使我們能夠完善地殼動力學和地球內部熱能流的模型。
了解地球各層的進展
地殼是最表層的一層，由較輕、較冷的岩石組成。在它下面，地函構成了行星體積的最大部分。在中央核心，鐵和鎳等重金屬形成固體和液體結構。鑽探地函提供了有關此基本轉變的直接數據。
先前的鑽探探險已經達到了類似的深度，但連續深入地函岩石 1,268 米，樹立了卓越技術的新標準。科學家設法在提取、運輸和儲存過程中保持樣品完好無損，保留了原始的礦物結構。這種保存對於後來揭示意想不到的成分的分析至關重要。
JOIDES Resolution 船上使用的技術將探測與溫度和壓力控制結合在一起。該設備使研究人員能夠在極端壓力和高溫需要專門協議的深度收集樣本。這些技術進步為未來更深入地函的探險開闢了前景。