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海底真是扩张的！
有趣的是，“格罗玛·挑战者”号钻探船建成后，早期的科研目标并没有用来研究古气候，而是把最主要的目标用来验证海底扩张理论，这也堪称它最辉煌的科学成就。
因为就在这个时期，地球科学正在经历革命性的变革。1962年，积极推动了莫霍计划的赫斯教授发表了他的著名论文——《大洋盆地的历史》，革命性地提出了“海底扩张”学说。
简要地说，这个理论是这样的：早在19世纪末20世纪初，人们就发现世界四大洋都存在中央海岭，被称为大洋中脊，它隆起于洋底中部，并贯穿整个世界大洋。赫斯认为，大洋中脊其实并不稀奇，只不过是一组断到地幔的深裂缝而已。地球深部的熔融岩浆沿着这些裂缝喷溢而出，一边形成新的洋底，一边将早先形成的洋底自动地推向两边。随着洋底的运动，炽热的岩浆逐渐冷却，热量消散，洋壳下沉，密度增加，最后在大陆边缘的海沟深处扎到陆壳下面，重新回归地球的深处。整个过程就像一个永动的传送带，维持着洋底的更新和地球的物质循环。
“海底扩张”说，恰好可以解释当年魏格纳无法解释、长期被冷落的大陆漂移理论，为崭新的现代地球科学奠定了科学基础。
然而，“海底扩张”说提出以后，虽然也有很多方面的科学依据，但并没有为全体地球科学界接受，很多人仍然对此抱怀疑态度。
最直接的检验办法，就是沿大洋中脊向外依次进行海底钻孔取出岩芯，直接测定洋底的年龄，看看它们与“海底扩张”学说的预言是否相符。而“格罗玛·挑战者”号是惟一可以实现这一目标的工具。1968年12月，在它建成后的第三次航行中，就肩负起了这个使命。
根据海底扩张理论，洋底的年龄随远离中脊轴带而增大。在南大西洋中脊西翼，第三航次五个钻探点分别布置在离南大西洋中脊轴190、420、760、1000、1300公里的地方，而根据取出岩芯的最老沉积物年龄，证明这里洋底的年龄分别是950万年、2100万年、3800万年、4900万年、6700万年。将距离除以年龄，可知自6700万年来，这里的洋底一直以2厘米/年的速率扩张推移。测量的结果与海底扩张学说惊人的一致！
此后，在对太平洋和印度洋的海底钻探中，也都无一例外地证实了海底扩张学说的预言。可以说，正是深海钻探取得的辉煌成果，导致这场以海底扩张、板块学说崛起为标志的地球科学革命，在上世纪70年代前半期赢得了最终的胜利。
地中海600万年前原是晒盐场
前面已提到，CUSS-I首次在深海打钻，最大井深仅183米。当钻进基底玄武岩10余米后，钻头已被磨坏，而在起钻更换钻头之后，在茫茫大海里就再也找不到原先的钻孔了。当时还只能做到一次钻进，这就明显限制了钻进的深度。
为解决这一问题，深海钻探计划工程技术人员经多年悉心研究，终于在1970年发明了重返钻孔装置。在起钻时，原先设置的重返钻孔漏斗仍留在海底钻孔上。漏斗上安装了数个声呐反射器。当钻杆试图再进钻孔时，其末端所设的高分辨率扫描声呐，可接收漏斗上声呐反射器发出的回波，从而寻找到原钻孔的位置。钻杆末端的扫描声呐，通过长达数千米的电缆与船上的控制中心相接，控制中心借助钻杆上的喷嘴喷射水流，使钻杆移向重返钻孔漏斗，最后进入原钻孔再次钻进。这套重返钻孔装置于1970年12月“格罗玛·挑战者”号在加勒比海的深海钻探第15航次上首次使用，并获得成功。自此以后，在同一钻探点多次更换钻头重新钻进，已成为深海钻探中的常规作业。这就极大地提高了深海钻探的钻进能力，使深海钻探进入一个新时代。
但是，有一个难点却是始料未及的，那就是如何从钻孔中排除钻屑。在陆地上，这不是问题。泥浆泵将水或泥浆泵入孔中，在冷却钻头的同时，就能将钻屑带出孔外。陆上钻进是在套管中进行的，钻屑可以通过钻具与套管之间的空间返回地面，排除岩屑易如反掌。但在深海钻探中，不可能从船上的井口通过几千米的海水将套管下到海底。因此从孔中返出的岩屑就会像“蚁冢”一样，堆积在孔口周围。这种“蚁冢”超过一定高度，势必垮落。垮落的岩屑重新落入钻孔，就会妨碍钻具的旋转，甚至卡钻。为了解决这个问题，人们又专门设计了一个工作系统，将钻进的循环液连同岩屑一起返回到钻探船上。
除了验证海底扩张理论，“格罗玛·挑战者”号还取得了其他方面很多重要的科学成就。比如，在地中海底发现了大量盐层，说明地中海600万年前一度干枯成了晒盐场；北冰洋曾经是个暖温带的淡水湖，5000万年前飘满了浮萍满江红；大洋钻探还证明了6500万年前恐龙灭绝的原因，确实是小行星撞击了地球。大洋钻探还揭示了深海形成金属矿的“热液”，和蕴藏“可燃冰”的“冷泉”区；发现了生活在海底岩石里的微生物群——“深部生物圈”，这里是地球上微生物最大的储库，它们可以享有远超“万岁”的高寿。
一位学者曾说过，上世纪60年代在科学技术上有两项震惊世界的业绩：一项是人类首次登上月球，另一项就是成功地钻进深海洋底。“格罗玛·挑战者”号船于1983年11月退役后已被拆毁，对此许多学者均感到惋惜。这艘与地球科学革命息息相关的钻探船，本应该保存下来，留作永久的展示和纪念。
延伸阅读
后来的船，后来的故事
“乔迪斯·决心”号
“乔迪斯·决心”号原是建造于1978年的石油钻井船，后来被改造为科学钻探船，命名为“乔迪斯·决心”号。该船长143米，宽21米，排水量18636吨，随船可携带9000米长的钻杆，最大工作水深超过8000米。相比“格罗玛·挑战者”号，“乔迪斯·决心”号钻探能力更强、船上实验室装备更加先进，预计可以使用至2029年。
1985年1月至2013年9月，“乔迪斯·决心”号先后为“大洋钻探计划”和“综合大洋钻探计划”服务，共完成145个航次，钻井2236口，获取岩芯279993米。这些岩芯为固体地球旋回与地球动力学、地球过去气候变化和深部生物圈等方面的研究提供了宝贵材料。
“地球”号
为了在新世纪的大洋钻探中与美国、欧洲等国竞争领导权，日本政府斥巨资建造了“地球”号钻探船。“地球”号于2002年下水，当时在日本全国范围内开展了声势浩大的宣传工作，以征集船的命名，下水时请皇室公主剪彩，可谓盛极一时。经过几年的设备安装和调试，“地球”号于2007年正式为“综合大洋钻探计划”服务，该船长210米，宽38米，排水量超过57000吨，理论上可在4000米水深的海域向海底钻进7000米。
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