CORK is an acronym for ‘circulation obviation retrofit kit’. It is a system of long casings, seals, fluid sampling and pressure lines that is inserted into special boreholes that are drilled into the ocean seafloor. The CORK functions similar to a cork on top of a wine bottle. CORKs are used as infrastructure to allow scientists to observe crustal fluid circulation and to obtain crustal fluids for our deep biosphere studies.
什麼是水下觀測系統？
CORK直翻，就是酒瓶上的軟木塞，軟木塞讓酒瓶裡的水不會流出來，翻好聽一點叫”水下觀測系統”，目的也是不讓海水或是讓底液的水之間有流通。水下觀測系統讓科學家可以窺視海洋岩石圈中的地下水流動情形，也是讓我們可以採到”海下地下水”的重要設施。
Figure-CORK observatory. 水下觀測系統示意圖。
(按下圖片可放大)
The casings of a CORK are a series of concentric large diameter (~4 to 10’’) pipes extending from the seafloor through the sediment and into oceanic basaltic (rocky) crust. Fluid delivery lines (FDLs, see below) are separate small diameter (~0.5‘’) stainless steel or inert (Tefzel) tubing attached to the outside of the CORK casing. Our team uses FDLs to collect crustal fluids. The FDL protects pristine crustal fluids from bias caused by rusted CORK iron casing.
Related questions: Why do you think a CORK is needed to seal the hole? What will happen if we don’t seal the hole? Do you know if bottom seawater has higher temperature or lower temperature than surface seawater? Why? Do you think the temperatures of the crustal fluids higher or lower than that of bottom seawater? Where do you think higher temperatures of crustal fluids are observed, near the ridge (thinly-sedimented) or farther away from the ridge (heavily-sedimented)?
這張圖看起來好像有點無聊，可是其實裡面放了很多重要的資訊，就像是要取得陸地上的地下水一樣，我們必須要鑽井，深過地下水面，然後把井口留著，我們就可以利用幫浦把水打上來，甚至裝上水龍頭，就可以隨時取得地下水了。要取得海底下的地下水也一樣，只是挑戰多了一點，洞鑽了以後，如果我們把洞口留著，你猜會發生什麼事？
你答對了嗎？科學家發現，如果海下的洞口沒封住，海水會一直往下灌。所以我們必須把鑽好的洞封好，科學家使用的方式就是放入水下觀測系統CORK，在不規則的洞裡面套一個鋼鐵作的大型水管（內徑25公分），然後用一些方式把洞跟水管之間密封住，也把鐵管靠近到海床處的管口封住，甚至也可以把鐵管中分段封起來。雖然CORK把井跟上方的海水之間的連通給封住了，但是觀測井深入到岩石中的部分還是開放的，因此如果我們想要採水的時候，我們可以把採樣器接到底液輸送管的接口處，把開關打開（就像水龍頭一樣）。只是觀測井在那麼深的海底下，要把水管接上水龍頭，然後把水龍頭打開的所有東作，都必須藉由研究潛水艇的幫忙。而且這些步驟說起來很簡單，但做起來卻挑戰性相當高，試著用筷子開水龍頭去體會看看吧！
相關問題：為什麼海下的井口如果沒封好，海水會往下灌呢？你知道深海的海水溫度比海洋的表水溫度較高還是較低？為什麼？你覺得海床下的地下水溫度是比深海海水高還是比較低？你猜科學家觀察到離中洋脊比較近、沈積物覆蓋較少的海下地下水溫度比較高，還是離中洋脊較遠、沈積物覆蓋比較厚的海下地下水溫度比較高？為什麼？
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