安.莫荷洛維奇(A. Mohorovičić):莫氏不連續面發現者的故事(下)

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安.莫荷洛維奇(A. Mohorovičić):莫氏不連續面發現者的故事(下)
國立蘭陽女子高級中學地球科學科李協長老師/國立台灣師範大學地球科學系劉德慶教授責任編輯

1909年10月8日,在薩格勒布東南方向39公里處的Pokuplje(Kupa Valley)發生了地震,莫荷洛維奇利用之前安裝在氣象觀測站內的地震儀得到寶貴數據,經過分析之後,他獲得了新的發現。他發現可穿透地球內部的地震波有兩種,即縱波(P波)和橫波(S波),而震波在穿透不同介質時,會產生速度的改變,就像是光線射入玻璃時會發生折射和反射一樣。

莫霍洛維奇分析來自地震儀的資料後,發現有兩組P波及S波,他推論較晚到達地震儀的P波及S波,是直接由震源傳遞過來的;而另一較早到達的P波及S波,是進入更深的岩層,經過一個介面再折射到地震儀。他認為此一介面上的組成物質和介面下的應該不同,換言之,地球是分層的,而他算出分層的界線(或深度)約為54km(這是在克羅埃西亞,我們現在知道這個深度在世界各地有變化,在大陸地殼和海洋地殼底下也不同。),這就是第一個地震波速發生急遽改變的不連續面,爾後的科學界就以他的名字來紀念他,稱為莫氏不連續面(Mohorovičić Discontinuity,簡稱Moho面)。莫氏不連續面區隔了地殼和地函,在海洋地殼之下深度約5-9km,在大陸地殼之下深度約25-60km。

對那個時代的人們來說,莫荷霍洛維奇算是眼光遠大的人物,除了發現莫氏不連續面的存在,他還把研究重心放在耐震建築、深源地震、地球模型、風力能源、冰雹防禦等方面,努力不懈的工作,直到1921年才退休。1936年12月18日莫荷洛維奇去世,死後安葬在薩格勒布的Mirogoj公墓。為了紀念他,薩格勒布大學的地球物理系和一些中小學都以他來命名,還有許多的街道也是以其名名之。科學界為了表彰他的貢獻,在月球背面有一個直徑77的隕石坑、及編號8422的小行星,都以莫荷洛維奇名之。

後記:為了確切瞭解地球內部的構造,科學家一直有個夢想,就是用鑽井鑽透莫氏不連續面,來直接取得地殼及地函交界處的岩石標本。1957年Walter Munk向美國國家科學基金會(National Science Foundation, 簡稱NSF)提出了鑽探莫氏不連續面的計畫,打算鑽透海洋地殼到達莫氏不連續面。此計劃分成三階段,首先是一個試鑽計畫,中間是建造鑽探船隻,最後則是真正鑽透莫氏不連續面。1961年於墨西哥Guadalupe外海的鑽井,從三千五百多公尺水深的海床鑽入了183公尺,並首次在深海海床下鑽到了玄武岩基盤。但是這計劃只進行到第一階段之後,就因為嚴重的財務黑洞問題,而宣告結束。之後的深海鑽探計畫則由1964年組成的地球深部採樣聯合會(Joint Oceanographic Istitutions for Deep Earth Sampling,簡稱JOIDES)主導,並逐漸擴大為國際參與,組成了深海鑽探計畫(Deep-Sea Drilling Project,簡稱DSDP),研究船是挑戰者號(Glomer Challenger),時間是1968-1983年。再來是海洋鑽探計畫(Ocean Drilling Program,簡稱ODP),研究船是聯合果敢號(JOIDES Resolution),時間是1983-2003年。2003之後至今,則是綜合海洋鑽探計畫(Integrated Ocean Drilling Program,簡稱IODP),研究船則是日本建造的地球號(Chikyu),地球號具備了在水深4000公尺鑽入7000公尺的能力(目前ODP的紀錄是2111公尺),將有機會鑽穿莫荷面。

參考資料:
http://en.wikipedia.org/wiki/Mohorovi%C4%8Di%C4%87_discontinuity
http://www.istrianet.org/istria/illustri/mohorovicic/
http://web.visionlearning.com/events
http://www.answers.com/topic/andrija-mohorovi-i
高二地球科學教科書:地球與環境(上冊)教師手冊 全華版第九章P169-1

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