科學人剪影

看透地球的內心深處

2005/11/30 威斯特 ( Krista West )
范德文克希望藉由地球鏡得到斷層與板塊空前的新資料。它在地質科學上的重要性,可能就相當於生物學中的人類基因組定序。

重點提要

范德文克希望藉由地球鏡得到斷層與板塊空前的新資料。它在地質科學上的重要性,可能就相當於生物學中的人類基因組定序。
歷經了兩年的時間以及3700萬美元的經費投入,地球鏡(EarthScope)就像是一支年輕的少棒隊,正在進行著比賽,而賽況還僵持在第二局——球員仍在熟悉彼此間的合作默契,家長們正嚴密觀察著戰況。不過,比賽才剛開始。

在場邊熱切加油並且稱許的,是教練范德文克(Greg van der Vink),這位地球物理學家目前正在美國普林斯頓大學進行訪問與師資培訓,他也是這項在地球科學上所嘗試過最富野心計畫的首任主持人。如果成功了,地球鏡將可以量測美國與阿拉斯加連接帶的地底移動與變形,獲得地球物理學上的嶄新資料並達到前所未有的詳盡程度。這麼做是希望可以對形塑環境的力量有更清楚的了解,這麼一來,就可以更準確的估計地震、火山等災害,並且對國家的天然資源有更多的認識。

我與48歲的范德文克(他在學界以GVDV之名為大家所熟知)碰面,是在今年6月參加地震學聯合研究會(IRIS)舉辦的會議上,IRIS是多所大學與研究機構的聯合組織。我要求他用一種運動來比喻地球鏡,他輕笑著回答道:「我懷疑是否有這樣的運動。」他第一次在國會上報告,是1980年中期剛從研究所畢業時,有位議員建議他用運動來解釋所有的事物,時間最多三分鐘,取決於你所面對的事物。如今,「用運動來比喻」已經成為他在普林斯頓大學給學生的期末考題目之一了。

毫不令人意外的,范德文克希望他的學生可以兼具科學與政治素養。除了在國會的職位之外,他同時也是國會與柯林頓總統在確認核子武器管理與協定上的顧問,並且是外交事務委員會的評論員,他的主要任務是增進科學知識在國際政策規劃上的應用。

承襲他在美國國會大廈的工作,范德文克已經擔任IRIS的主任14年,參與了地球鏡的初始規劃過程。他和同事希望找出方法彌補地球科學知識上的缺口,有更佳的解析度、並且達到地球更深處。目前,地質科學家多仰賴震測資料,資料蒐集自目標區附近那數目有限的儀器——狀況好壞有時還得看運氣。不然,就是進行特殊活動源的實驗,運用聲波的產生與記錄——這時,狀況好壞就得看經費多寡囉!

歷經將近10年的討論與研討會,共有來自超過50個大學的數百位地質科學家、12個州與聯邦的機構參與,終於促成了地球鏡的提案,並且在2003年獲得美國國會通過。「這將改變地球科學的未來,」范德文克表示:「地球鏡將成為未來10年新資料的來源。」他並補充說道:「未來,也許它將不再是個『資料不足』的科學。」

在2008年完成之後,地球鏡的儀器網絡將會提供地質科學的公開資料,就如同人類基因組定序對生物學的貢獻一般。地球鏡將蒐集三個不同尺度的資訊。

在最小的尺度,或稱為斷層等級,有聖安地列斯斷層深部觀測站(SAFOD),在舊金山南方300公里處的山區鑽了深達四公里的孔,SAFOD預計將在2007年完成,目前已經鑽到地底下3200公尺,緊鄰著那個自從1857年以來已歷經七次破裂的區域(最近的一次是在2004年,規模6的派克菲德地震)。在今年的8月2日,鑽探達到了斷層帶,這是科學家計畫放置震測儀以及取岩石和液體樣本的地方。


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