Team GeoMicrobe 地質微生物研究團隊

Team Geomicrobe is a research team led by Dr. James Cowen, my Ph.D. adviser. We investigate the microbes live in the “groundwater” circulating in the basaltic crust underneath the ocean floor. Just like we have groundwater circulating inside the continental crust, there is also ground water circulating underneath the ocean. In order to get access to groundwater, what should we do? We drill a hole and install a well, like our ancestors do. Scientists do similar things in order to obtain the “groundwater” circulation underneath the ocean floor. Deep ocean drilling project have drilled lots of borehole on the world’s ocean floor and for a limited numbers of the boreholes, underwater “wells” are installed. A more technical term is Circulation Obviation Retrofit Kit or simply, CORK observatory. About 15 years ago, Dr. Cowen spot this opportunity and he uses CORK observatory to collect oceanic crustal fluids (fluid circulating through oceanic rocks, another technical term for “groundwater”) to investigate the unexplored micro-biosphere. Ever since then, he has been working on how to improve the sampling method to obtain pristine crustal fluid. And I am part of his team.
柯恩教授帶領的研究團隊主要是探討海床下，海洋岩石圈裡的微生物圈。海底沈積物下的岩石，就像是陸地上的岩石圈一樣，在某些水層是可以有地下水可以流通的，而且海底下的岩石，不需要等待雨水的到來，海水就可以在沒有沈積物覆蓋的區域源源不絕的灌入海下的岩石圈。但是比起在陸地上直接鑽井即可以取得地下水來作研究，要在水深數千米的海床下鑽井，並且要鑽穿數百米的沈積物，再鑽進岩石裡，聽起似乎複雜多了，而且即使井鑽好了，海水不就可以透過我們鑽的動一直灌進去嗎？這樣我們要怎麼採得海底下的地下水來作研究呢？經過幾十年的努力，海洋鑽探計畫，已經克服種種困難，而成功的在水下裝設水下觀測系統，而柯恩教授的團隊，就是利用這種觀測井，取得海洋岩石圈中的地下水，來作地質微生物方面的研究。我們這次的航次，主要利用裝置在大西洋西部側翼”年輕”（其實也已經一百五十萬年那麼老的）的觀測井，把我們的採樣儀器下放到水深四千米的海床，然後經由觀測井，把海床下方六百米深的岩石中的水抽到採樣器中，其中會經過有三百米厚的沈積物。我希望利用這個部落格，把這次航次發生的事情記錄下來與你們分享，你們有任何的問題，請email到Dr. James Cowen的信箱jcowen@soest.hawaii.edu，我們會盡量幫你們回答，尤其有任何想問科學家的問題，也可以問。此外，我會把一些我們必須克服的問題放上來，你們也可以幫我們一起想想解決方法喔！


This cartoon shows the relative depth of the circulating crustal fluids. The seafloor depth is 2600m in Juan de Fuca (our other study site). The seafloor depth in North Pond is about 4000 m. Remotely-operated-submersible vehicle JASON is used to help us connect subseafloor sampling systems (GeoMicrobe and MPS) to the fluid delivery line a CORK. Here you can see the CORK penetrate through sediment and into oceanic basaltic rocks.
研究船是停留在海水面上的，我們必須利用遠端遙控研究潛水艇JASON（傑森號）是下放到海床上協助採樣作業，既然是遠端遙控，就代表JASON跟位在船上控制室之間需要有纜線讓我們可以相互溝通。CORK（水下觀測系統）的一端是突出於海床上，方便我們把儀器或是採樣器連結上去，海床下方是厚厚的沈積物，目前海洋鑽探計畫裝置CORK的技術能只能在有厚沈積物的地方，因為沈積物可以把那麼細長但卻相當重的觀測井，好好的固定在海床上，就像把牙籤插入起司蛋糕中，牙籤可以乖乖的直立在那邊一樣。觀測井主要目的是要研究在海洋岩石中流動的水，因此，觀測井當然是要穿過沈積物，深入岩石中囉！目前我們採樣過最深入海洋岩石150公尺深的觀測井，這次我們要挑戰採樣深入海洋岩石中300公尺深的觀測井。我們必須在船上的操控室，控制放置在深達4000米的海床上的儀器，然後把海下的地下水從海床下600公尺深的岩石中打出來，裝在海床上的採樣袋，你能列舉出一些你覺得我們必須克服的挑戰有哪些嗎？