国际大陆科学钻探的主要进展

  ICDP正式启动到现在,已经在多个科学研究领域取得了系列重要成果。简单介绍如下。

 

  气候变化与全球环境

 

  气候变化与全球环境是地学界的热点之一,因而也是ICDP申报项目最多的主题。 最能反映全球或局部气候变化与环境的高分辨率沉积记录大多保存在大陆内部的湖相沉积中,特别是具有较长寿命的湖相沉积中。大陆上分布着大量的湖泊,系统地对全球大陆上广泛分布的湖相沉积物进行系统钻探取样分析,可以得到全球气候动态变化的模型,了解气候变化对大陆地貌、生态以及人类环境的影响。湖泊沉积物中还保存有地球磁场变化的信息,沿大的断裂分布的盆地湖泊沉积物中还保存有高分辨率地震的时空分布信息,对这些信息进行分析研究可有助于预防自然灾害特别是地震灾害(Brigham2Gretteetal.,2007)。因此近年来湖泊钻探成为科学钻探中最热的课题,与该主题相关的立项建议、WORKSHOP项目以及实施的钻探项目已有20余项。

 

  此主题的主要项目有:?美国的ChesapeakeBay项目(2005年9月至2006年5月钻探);?死海盆地钻探项目(立项阶段);?东非裂谷带附近人类演化与古气候(2010年立项);?过去的气候变化高分辨率地质记录(立项阶段);?俄罗斯Imandra极地钻探项目(2007年完成钻探);?俄罗斯贝加尔湖高分辨率大陆古气候记录项目(1989年开始至1999年结束,ICDP于1998年至1999年提供了取芯及钻探方面的支持);?加纳的Bosumtwi湖钻探项目(2004年7月至2004年10月);?俄罗斯极地冻土层及湖相钻探(2008年10月至2009年5月);?关于中亚最近数百万年来气候演化的LakeIssyk2Kul钻探项目(立项阶段);?东非裂谷地区Malawi湖泊钻探(2005年2月至3月钻探);??lv危地马拉的PetenItza湖泊钻探(2006年2月至2006年3月钻探);??lw阿根廷PotrokAike湖相沉积钻探项目(2008年9月至11月钻探);lx南太平洋法属波利尼西亚塔希提岛海平面变化钻探项目(2005年10

 

  月至

 

  11月钻探);??l y南美秘鲁与玻利维亚交界的Titicaca湖泊钻探(2001年4月至5月钻探);土耳其LakeVan湖泊钻探(立项阶段);??l {瑞典LomonosovRidge科学钻探(2005年8月至9月钻探);??l|加拿大Mallik气水化合物钻探项目(2001年12月至2002年3月);??l}美国新泽西州海岸平原钻探项目(2009年钻探,此项目也同属于IODP资助项目);??l~流球群岛珊瑚礁钻探项目(选址阶段,此项目也同属于IODP资助项目);??mu美国大盐湖(GreatSaltLake)和熊湖(BearLake)钻探项目(2000年钻探)。 中国的白垩纪松辽盆地大陆科学钻探项目和青海湖环境钻探项目也属于该主题相关的项目(下文另述)。此外,2010年9月,ICDP还将资助近80名全球科学家参加吉尔吉斯坦伊塞克湖气候演化研讨会(ICDPWorkshoponLakeIssyk2Kul2010)。 其中,美国的大盐湖(GreatSaltLake)和熊湖(BearLake)科学钻探,获取了近500m岩芯。其中在大盐湖获取了121m连续的岩芯,在熊湖获取了120m连续岩芯,根据碳氧同位素研究结果,这些岩芯中包括了近280ka来的连续的古气候纪录和冰期/间冰期级别的古水文波动(Schnurrenbergeretal.,2001;Brightetal.,2006)。 2001年进行的塔希提岛海平面变化钻探项目获取的岩芯发现了上一次大冰期前连续的热带冰期记录,并可能包含500ka以来热带安弟斯和相邻的亚马逊盆地的气候记录。为确定南美地区千年级别和轨道级别的气候变化规律提供了重要的证据。西非加纳的Bosumtwi湖是由一颗1.07Ma前的小行星撞击形成的,湖泊沉积物中保留了百万年来的气候变化记录。2004年,GLAD800钻探船在湖中5个地点成功钻井13口,获取岩芯1800m。这些岩芯提供了非洲大陆1Ma来完整的高分辨率气候变化记录。 东非裂谷地区Malawi湖泊钻探(LakeMalawiDrillingProject,简称LMDP)采用了目前为止最大的湖泊钻探设备于2005年2月至3月在Malawi湖进行了两口湖泊钻探,获取岩芯623m,这些岩芯可以精确获得过去100ka来连续的气候变化记录。位于中美洲危地马拉的PetenItza湖是一个构造湖泊,经历了过去数个冰期。其湖相沉积是研究最近200ka以来(更新世至全新世)10a级气候变化最好的场所,2006年进行的钻探共获取岩芯1327m,目前已经取得了初步成果(Anselmetti,2009)。

 

  陨石撞击坑及撞击过程研究

 

  越来越多的人相信,地球的地质和生物演化过程不仅受地球内部及地表作用过程的影响,还在很 大程度上受外来高能天体的影响。几分钟之内,外来的陨石可以给地壳甚至地幔留下直径数千米甚至更大的/疮疤0。陨石撞击坑对地球的形成和后期改造起着重要的作用,并且也是生命演化的重要因素。陨石撞击产生的大量热能还有可能造成地球沉积物中有机质燃烧、活化、转移,对石油和天然气的形成及保存起着促进作用。有些陨石本身的成分极为特殊和集中,其撞击后会形成特殊的矿产资源,陨石坑形成的特殊环形构造还可形成天然的湖泊或水库,对地方水资源的影响意义重大。

 

  目前世界上已经确认的陨石撞击坑大约有170个,其中三分之一在地表可见。只有通过岩石学和地球化学研究才能判断一个地质构造是否为撞击成因,大部分裸露地表的陨石撞击坑已经被风化破坏,通过科学钻探获取地下构造的新鲜样品显得至关重要(Koeberletal.,2007)。

 

  ICDP资助了6项钻探项目或国际研讨会。第一项是对墨西哥Chicxulub陨石坑进行的科学钻探。该陨石坑直径200km,撞击时间为三叠纪与白垩纪的分界。Yaxcopoil21号孔钻达1511m(2001年至2002年),贯穿了100余米厚的冲击砾岩和冲击凝灰角砾岩。 美国的Cheapeake湾陨石坑位于200m深的浅海中,直径85km,是始新世期间(35Ma)陨石撞击/湿0的环境形成的。陨石撞击之后,立刻被海水覆盖,海洋沉积物立刻将此陨石坑掩埋,因而该陨石坑是地球上保存最完整的陨石坑。2003年举行了关于这个陨石坑的国际研讨会,2004年被ICDP批准为科学钻探项目,2005年9月到2006年5月,在Cheapeake湾进行了科学钻探,共钻进1.8km。科学家们希望通过科学钻探了解撞击过程、撞击环境的急剧变化及生态系统的恢复过程、撞击对海平面变化、气候及沉积环境的影响。对深部获取的岩芯还可提供研究地壳深部微生物的机会。

 

  俄罗斯极地冻土层及湖相钻探(LakeElgygytgynDrillingProject,2008年10月至2009年5月)涉及气候变化和陨石撞击坑两个主题。Elgygytgyn湖是由3.6Ma年前的一颗陨石撞击形成,撞击构造坑的直径为14km,大部分被水体覆盖,平均水深170m。Elgygytgyn是已知的唯一一个撞击在硅质火山岩环境的陨石坑,强烈撞击后的火山岩及斑晶变成石英玻璃和部分熔融的长石和微晶基质,广泛分布在陨石坑中。陨石坑形成后,立刻被水充填形成湖泊,因此湖相沉积物中保存了近3.6Ma来完整的陆相极地气候记录,对全面了解全球气候变化中极地的作用非常重要。本项目共打3口科学井,两口在湖中,一口在湖边的冻土层。钻探工作始于2008年秋,2009年春结束,并已经取得初步成果。在冻土层中钻探142m,所取得的岩芯对研究冻土层的历史以及冻土层对湖相沉积的影响非常重要。湖中钻探深度为315m,岩芯中发现了不同级别冷暖变化规律,在底部发现了撞击形成的角砾岩。 Sudbury盆地是地球上已发现的最老、也是第二大的陨石坑,撞击时间大约在1.8Ga。陨石撞击形成了世界上最大的铜2镍硫化物矿床。加拿大地质学家还提出了在加拿大Sudbury盆地进行科学钻探的建议,以便了解深部地壳的地质作用、岩石力学、流体的流动和深部生物学方面的信息。挪威科学家提出在接近北极的Mj?lnir陨石坑进行科学钻探的建议,相关的国际研讨会已于2005年举行。

 

  地球生物圈

 

  生物圈存在于岩石圈、水圈和大气圈中,地球表层的土壤或岩石内部存在着微生物,这是不争的事实,但生物圈的底界有多深确是长期争论的话题之一。传统观点认为,生物圈的底界不会超过岩石圈下部数十米。然而最近20年的研究表明,生物圈的底界已远远超过地球表面,地下生物圈的微生物种类和生物量甚至超过地表生物。

 

  地下微生物的分布受沉积物和岩石的孔隙度、温度、压力、能量和营养供应等多种因素控制。尽管目前人们对地表下微生物的群落构成、生命活动以及所参与的物质转化都知之甚少,根据这些微生物的多样性以及巨大的生物量可以推测,地表下微生物可能参与多种地球化学过程,对于元素循环、矿物质形成及变迁以及地下水的演化起着重要作用。深部生物圈的研究是国际科学钻探领域中的热门课题,但是到目前为止,大部分课题均是在海洋钻探项目中进行的。然而海洋钻探大多为浅孔,不足以确定深部生物圈的温度、压力、盐度和孔隙度的界限。大洋钻探的地质环境单一、年代范围有限。因此大陆科学钻探极有可能在地下生物圈研究方面取得重大突破(Horsfieldetal.,2007)。

 

  限于目前的技术和经费水平,对地下微生物的研究仅在数量很小的科学钻探项目中进行过,许多关键问题仍然悬而未决。上世纪90年代中期,科学家已经在多处发现生物圈的下限达到1000m左右(

 

  Parkes

 

  etal.,1994),生物在自然界中的生存温 度上限为113bC或121bC(Kashefietal.,2004)。 在ICDP立项建议或钻探计划的项目中,有11个项目明确将探索生物圈做为研究主题之一。这11个项目是:?北欧的CollisionalOrogenyintheScandinavianCaledonides(COSC)项目;?以色列的死海钻探项目;?德国科学家提出的深部砂石圈综合研究项目;?捷克的Eger裂谷钻探项目;?芬兰的冰期后断裂钻探项目;?美国的夏威夷钻探项目;?俄罗斯的极地Fennoscandia钻探项目;?俄罗斯的科拉超深钻探项目;?加拿大Malik钻探项目;?美国新泽西科学钻探项目;??lv德国的KTB科学钻探项目。

 

  中国大陆科学钻探项目为探索深部地下微生物的垂直分布、生物量和生物多样性等重大科学问题提供了宝贵的机会。由于地温梯度的存在,中国大陆科学钻探主孔5000m处的温度大约为140e,该温度超越了目前的共识)))微生物的生存温度上限为121e,因此选取的主孔岩石作为微生物研究,不但可以探索地下生物的多样性,更有可能探测到地下生物圈的下限(王远亮等,2006)。根据中国大陆科学钻探工程主孔地下微生物研究获得的微生物生物量变化剖面,发现主孔岩石中有多种微生物,用磷脂酸分析方法发现微生物的可检测下限为4500m,采用DAPI染色方法可检测到微生物的深部下限是4803.71m,而根据测温结果,地下4500m至4800m井段的温度约为130~140bC之间。

 

  2005年,Takano等(2005)报道了在西太平洋APSK05孔岩芯中发现了生物酶的活动温度上限为308bC。

 

  火山系统和热流机制、地幔柱和大洋裂谷太阳系中的所有行星均有火山活动。但在地球中的火山活动更加特殊,至今人们还不十分清楚地下岩浆的活动规律。对活火山的科学钻探可以通过原位的测量与取样,帮助我们了解岩浆在地壳中的物理和化学活动规律,探索地壳的结构和岩浆运移条件,帮助人们研究火山喷发规律,有效监测和预防火山喷发导致的灾害,还可帮助人们开发利用火山能源和火山作用形成的矿产资源。 地幔柱火山活动是影响地球内部结构与成分变化的主要作用,很可能是地心热量损耗的最主要机制和板块运动的最重要驱动因素。地幔柱的上部对板块的形成的边界变化起着重要作用,而地球岩石圈的主要特征则与地幔柱的尾部和地幔柱的表面运动路径关系密切。地幔柱以及地幔柱引起的大规模岩浆聚集对大陆的形成与演化起着重要作用,是大陆动力学的主要课题之一(Hilletal.,1992)。 将火山系统和热流机制做为主要研究内容的项目有11个,分别是:?意大利的Campiflegrel火山口钻探(尚未实施);?美国的夏威夷火山钻探项目;?冰岛深部钻探项目(第一阶段钻探已经完成);?美国夏威夷Koolau火山钻探项目(2000年钻探);?法属留尼汪岛Fournaise火山深部地热钻探;?美国的长谷火山钻探(1998年钻探);?俄罗斯Mutnovsky火山科学钻探(尚未实施);?芬兰Outokumpu深部钻探(2004年钻探);?美国蛇河科学钻探(尚未实施);?日本云仙火山钻探(2003~2004年钻探);??lv德国KTB科学钻探计划。其中,夏威夷、Koolau、冰岛和蛇河等4个钻探项目的科学主题涉及地幔柱和裂谷。 Kilauea火山1959年曾喷发,美国地质调查局分别于1967年,1975年,1976年和1979年对该火山进行了科学钻探,分别获取岩芯26.5m、44.2m、46m和52.7m。这是最早对岩浆系统进行的科学钻探,这项工作还创下了迄今为止最高温度(780e)的工作记录(Hardeeetal.,1981)。 1984年,美国科学家对加利福尼亚州的LongValleyCaldera600年前喷发的InyoDomes火山丘进行了科学钻探,钻探之前,人们曾推测此地之下会发现大规模的岩浆房。出乎地质学家的意料,地下岩石几乎都是凉的,3km处的温度仅为100e。火山喷发的通道直径仅为30m左右(Soreyetal.,2000)。

 

  1995年4月,美国科学家DonaldJ.DePaolo等人正式提交了项目建议书:5夏威夷科学钻探:地幔柱的物理和化学6,该项目通常称为HawaiiScientificDrillingProject,简称HSDP。HSDB于1996年ICDP正式成立后被列为第一批资助的科学钻探项目,得到了ICDP150万美元的资助。原始项目建议中计划用5年时间,在夏威夷的MaunaKea火山实施一口4500m的钻孔,对钻孔进行一系列的观测与实验,并对岩芯进行多学科综合研究。实际钻探过程中,资金与时间均超出了预期,到1999年9月,钻进深度才达到3100m,由于经费和技术原因,钻探工作不得不停止。2002年,再度申请ICDP资助,2003年4月开始了第二期钻探。 在第一期钻探中,最上247m为陆相MaunaLoa组熔岩,之下为832m陆相MaunaKea组熔岩,再往下为2019m的海相火山岩和沉积岩。根据前人的资料以及HSDP钻探的结果,Donald等人 提出了夏威夷地幔柱的简化模型(图3)。 夏威夷科学钻探已经获得的科学结果表明,钻探可以系统获取岩浆演化过程、地幔结构、岩石圈动力学以及地下火山环境的热、成岩、水文和微生物演化方面的信息,科学钻探提供的这些信息对发展和验证地幔岩浆活动模型至关重要。 用地幔柱理论解释热点火山活动一直遭到反对,但仍然是对于远离板块边缘的强烈的火山活动的最好的解释。未来的工作目标是获得更多的关于地幔深部的地球化学和岩石学方面的尽可能多的信息,对大洋岛屿热点进行系统钻探是最好的也是唯一的方法。

 

  1792年,日本島原附近的云仙火山(VolcanoUnzen,Shimabara)喷发及火山引起的海啸曾造成15000余人丧生。1990年至1995年,该火山又一次进入了活动期。1991年5月,火山再次喷发,这是自1792年以来最大的喷发,日本政府紧急疏散了12000名居民。1991年6月3日的剧烈喷发造成40余名科学家和新闻记者死亡或失踪。从1991年到1995年的火山活动造成的财产损失达20亿美元。为了解该火山的结构、成长历史和富SiO2岩浆的喷出机制,日本和美国的科学家申请了ICDP项目。项目始于1999年,2005年结束。期间于2003和2004年分别进行了两期科学钻探。第一期钻探(2003年)最深钻达1800m设计深度时,没有钻到预想的岩浆通道。第二期钻探(2004年)在孔深1995m(从山顶垂直深度1500m)处遇到了岩浆通道。这是ICDP第一个钻达活火山通道的科学钻探项目。当时的测温结果只有155e,远低于科学家们的预料,科学家们估计这是由于地下流体的剧烈活动使火山通道快速冷却的结果。

 

  活动断裂科学钻探目前绝大部分地震数据都是在地表或近地表环境下观测获得的。现在可以明确地知道地震带的分布位置,可以准确测量地震波的大小和震中的位置,可以模拟断裂带的破裂过程并预测地下的运动。然而对于与地震或断裂发生时的直接数据(孔隙压力,原位应力,地震或破裂产生的热量等)和力学机制却知之甚少。科学家还无法完全区分产生地震的断裂和缓慢释放能量不产生地震的断裂,不知道地震后断裂的演化方式,不知道地震后断裂带如何积聚到足够的能量以产生更多地震,不知道流体在断裂带中确切来源和作用,不知道断裂带的结构、成分和变形随深度变化的规律。

 

  有数据表明,80%的地震是由主震引发的,主震后的余震是最可能预测的地震,但现在还不知道余震的发生机制与过程。搞清余震的触发机制是走向成功预报地震的重要一步。因此对地震发生后的活动断裂带快速响应的科学钻探日益重要。

 

  在活动断裂带进行科学钻探是最近十几年来解决地震预报和研究断裂过程的重要举措。1995年1月日本神户大地震后,日本科学家在同年11月对野岛断裂(NojimaFault)进行了科学钻探。此后,科学家先后在美国圣安地列斯走滑型板块边界(SanAndreasFault)、中国台湾车籠埔的逆冲型断裂(ChelungpuFault)、希腊的裂谷环境Aigion正断裂、南非的太古宙活化断裂(PretoriusFault)和日本的俯冲带断裂(NankaiThrust)进行了一系列科学钻探(Rechesetal.,2007)。 神户地震后,野岛断裂带科学钻探项目迅速启动,在地震后的14个月内完成了7口500m至1800m的科学钻孔并进行了多项地球物理观测。在穿过断裂带的花岗岩岩芯中,识别出了与断裂活 动密切相伴的强烈的热水蚀变,发现了之前地震形成的超碎裂岩(Ultracataclasites)和假玄武玻璃(pseudotachylyte)(这两种物质通常形成于10km以下),测量了区域应力场方向。为研究破裂带的愈合过程,分别于1997年,2000年和2003年对1800m深的钻孔进行了注水试验,计算和观测结果表明,野岛断裂正在进入愈合期。

 

  1999年台湾集集地震(Mw7.6级)发生后,车籠埔断裂的地表破裂长度达100km,表面位移达1~12m。在地震发生65个月和73个月之后,科学家在车籠埔断裂带上相距40m的地方完成了两口科学钻探工程,这两口深井分别在地下1111m和1136m处穿过车籠埔主断裂面。另外在南北两处还施工了两个科学浅孔,孔深分别为330m和180m。在断裂面发现了高破裂能量形成的黑色断层泥,各孔进行的温度测量结果显示了断裂带处的温度均高于周围的温度,发现了摩擦生热导致的断层泥的液化。根据磁化率异常、粘土矿物学、全岩化学等方法确定集集地震主断裂面和以前大地震的主断裂面在地震发生时的温度为900e。

 

  美国加利福尼亚是圣安弟列斯断裂经过的地方,历史上地震频发。在加州一个叫做Parkfield的偏僻小镇附近,分别于1857年、1881年、1901年、1922年、1934年和1966年发生了6级左右的地震,6次地震的间隔周期大概是20~30a。因此有人预测1966年之后的地震将发生在1993年前。1985年,美国地质调查所开始进行地震预报试验,他们进行了广泛的地球物理和地质调查工作,并计划对地震断裂进行钻探。2002年由美国自然基金会和ICDP资助的圣安弟列斯断裂深部观测计划(SanAndreasFaultObservatoryatDepth,简称SAFOD)正式启动,首先在Parkfield附近施工了一口2.2km的先导孔,2004年开始进行主孔钻探。SAFOD主孔从地表到地下1.5km深为直孔,1.5km向下,采用60b角定向钻进进行斜孔施工,于垂深2.7km的地方穿越整个圣安弟列斯断裂(图5)。穿越断裂带的钻探使科学家们可以对圣安弟列斯断裂的结构和性质进行直接的地球物理测量,并在断裂带上安放了多种设备以记录和研究这些地表不可能看见的与地震有关的现象。 2004年6月至10月实施第一期深孔钻探,钻孔到达圣安弟列斯主断裂面。2005年6月至8月实施了第二期深孔钻探,钻穿圣安弟列斯主断裂。SAFOD主孔钻探确定的圣安弟斯主断裂的宽度为250m,主断裂中岩石极度破碎。在主断裂带内还识别出多条细小的局部活动的滑动构造。 2007年6月至9月对主孔进行了第三期钻探。这期工作的主要任务是沿第二期钻探的钻孔侧壁进行取芯钻探,共获取岩芯41m,重约1t。这些岩芯样品灵敏地捕获了深部断层正在发生的变形痕迹,提供了圣安弟斯断裂在深部震源点(地震生成的深度)激动人心的构造景观,是地学界第一次在板块边界的活动断裂带上产生地震的深度获得的样品,世界各地的地震科学家可以直接对来自活动断裂的样品进行分析与实验研究。第三期钻探发现了两条包含米级厚度的松散叶片状断层泥的层位。汇聚板块边界和碰撞带大陆地壳是在汇聚板块边界地带形成、改造和毁灭的,板块俯冲和碰撞是地球上最为重要的地质过程,它是大陆增长与侵蚀、岛弧附近岩浆增生的主要因素。地球系统及其演化史中的许多根本性问题需要通过研究现在的和古老的俯冲带及碰撞带才能找到答案。科学钻探不仅可以提供地下的新鲜样品,还可以进行井下测量、实验及长期观测,为研究地下原位的鲜活的各种地质作用过程提供机会(Behrmannetal.,2007)。 汇聚板块边界和碰撞带周围分布着许多现代化大都市和工业设施,同时也存在着大地震、海啸、火山喷发等重大隐患。本世纪以来多起地震灾害发生于汇聚板块边界,例如:2010年2月智利8.8级地震、2010年1月12日、2004年12月苏门答腊9.0级大地震及海啸、1964年美国阿拉斯加9.2级地震、1960年智利南部9.5级大地震、1923年日本关东地震。这些大地震往往伴生海啸、滑坡、火山喷发以及其他严重威胁人类与经济基础设施的灾害。地球上60%以上的人口生活在距海岸线不足60km的地带,因此科学钻探对预防地质灾害非常重要。与本主题相关的科学钻探项目及建议有:挪威的加里东山系碰撞造山(尚未进行)、中国台湾的车籠埔钻探项目、希腊的Hellenic俯冲带科学钻探(尚未进行)、中国大陆科学钻探项目(CCSD)、捷克的Eger裂谷钻探项目(尚未进行)、日本的NankaiTrough海槽钻探项目、波兰的Orava深部钻探项目(尚未进行)和德国的KTB项目。

 

  自然资源不同地质环境下形成的矿床是ICDP的主题之一,世界范围内对矿产资源的大规模开发也促进了科学钻探事业的发展,资源开发与科学钻探之间的合作日渐增多。鉴于目前对世界能源形式的迫切需 求,许多针对非常规能源的钻探工作量急剧增加,也增加了与科学钻探的合作。加拿大Mallik天然气水合物钻探项目(2001年12月至2002年3月)和冰岛深部钻探项目就是这种合作的两个典范(Eldersetal.,2007)。

 

  2002年,加拿大地质调查局、德国地学研究中心、日本国立石油公司、美国地质调查局等多家单位100余位科学家在加拿大合作进行了Mallik天然气水合物钻探,其中的主井既用于生产也用于科研,另外在附近打了两口科学观察井。 冰岛科学钻探项目(IDDP)由公司与政府出资,计划钻进4~5km,2009年6月24日,IDDP21号井钻井深度达到2104m时,从岩屑中发现了明显的玻璃质物质和深色的黑曜岩,估计这些玻璃质物质是由于钻井液与1975年至1984年Krafla火山喷发的地下高温岩浆急速淬灭所产生的。根据地球物理资料,下面的岩浆房深度超过4km,因此不能再向下钻进。IDDP于是计划向井内注入冷水,以从附近的岩浆获取热量,产生温度极高的蒸汽。同时还要向井中注入示踪物质以试验此井与周围其他地热井之间的连通性。

 

  根据IDDP21井的结果,冰岛有可能在此地建成世界温度最高的工程地热系统,IDDP虽然没有达到预期的钻进深度,但却为研究活的岩浆提供了独特的机遇。