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    侠客岛:一则没太引起关注的新闻 很值得解读

    文章来源:邯郸新闻在线 作者:新闻小编
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    发?#38469;?#38388;:2018-06-07 23:47:00

     

      前天,《人民日报》上有一则消息:“地壳一号”万米钻机成功首秀,完钻井深创出新纪录。

      这个消息的加长版就是,5月末,在中国东北部黑龙江松辽盆地的黑土地上,“地壳一号”钻机历时4年多艰苦钻探,终于完成了松辽盆地资源与环?#25104;?#37096;钻探工程(简称“松科二井”)最后环节。

      听上去,这似乎是个很专业又冷僻的新闻。但在岛叔看来,这是对中国乃至世界都意味深远的一件事。

      意义

      简单来说,这次的新闻,就是中国在松辽盆地上钻了一个非常非常深的井。

      有多深?7018米,7公里多。这是亚洲国家大陆科学钻井的新纪录。用新闻里的话说,这标志着我国在“向地球深部进军”的路上取得了新的重大突破。

      说实话,跟地球的厚度比起来,这个深度并不算什么。地球半径6300多公里,地壳平均厚度也有38千米。但就是这7000多米,足足钻了4年多,历尽千辛万苦。

      听起来7018米好像不太多?但其实已经是非常厉害了——在目前人类的水平里,往地底下这种科学钻井,目前比中国更深的只有两个国家:一个是已经解体的前苏联,一个是德国。

      我们的岛友可以想象一下,你拿一个特别长的竹竿,往水里钻,是一个什么效果呢?肯定是越往下越难。在地底的高温高压条件下,仅仅从工程学的角度讲,钻深井?#24425;?#19968;个相当高?#35759;?#30340;工作,需要材料、机械性能、整体科技条件都配套才可能实现。

      那么,为什么要打这个深钻呢?研究地球物理的岛友Virelay给岛叔打了一个生动的比方。

      普通人生病了,要去医院检查身体,现在最精密的差不多就是核磁共振了。人躺到仪器上,核磁共振仪就会把身体各个层面的剖面显示到屏幕上,医生得以观察人体内的变化信息,很准确。

      但是到目前为止,人类对地球的探测扫描还有大量的未知领域。中国之所以投入大量的资金,作深部精确的探测,就是要知道哪个深度哪个部位,有哪些东西。

      用中国地质科学院地球深部探测中心首席科学家董树文的话来说,越来越多的证据表明,地球表层看到的现象,根子在深部,不了解深部,就无法理解地球系统。

      钻了深井,之后可以展开的科研和实际意义就多了。

      科研

      此次深井的钻探地选在了松辽盆地。为什么呢?

      我们知道,松辽盆地是中国最主要的含油气盆地。从地学上讲,这里是当今世界最大的典型陆相沉积盆地之一,保存着白垩纪最完整最连续的陆相地层。

      地球诞生到现在46亿多年,每一个地?#26041;錐味际?#21608;期性的。白垩纪距今6500万年到1.45亿年,就是恐龙生活和灭绝的时代。作为中生代的一个典型,当时是典型的温室气候,对于面临温室气体排放逐年增高、不?#31995;?#24515;气候变化的现代人来说,研究白垩纪的地学、气候状态,其实是非常有现实意义的。

      同样,这样的科研成果还可以用在能源探测、防灾减灾等许多领域。

      董树文举例说,深部物质与能量交换的过程,引起了地球表面的地貌变化、剥蚀?#32479;?#31215;作用,以及地震、滑坡等自然灾害;对地球深部的探索,就有助于我们了解化石能源或地热资源等如何分布,理解成山、成盆、成岩、成矿和成?#20540;?#36807;程是如何形成的。

      知其然知其所以然,揭开地球深部结构与物?#39318;?#25104;的奥秘,就会为解决能源矿产资源可?#20013;?#20379;应、提升灾害预警能力提供深部数据基础。

      原理

      那么,研究的原理是什么呢?

      简单来说,就是这口深井打下去,取出完整的岩芯,再对岩芯进行研究。

      利?#27809;?#24471;的岩芯,中国科学家们可以在国际上,首次实现对白垩纪最完整、最连续陆相地层的“厘米级高?#30452;?#29575;”精细刻画。

      这个岩芯是个庞然大物,总长有4100多米。同样,在地下的固态岩芯可能最高达到300度左右的高温,这就需要各种?#38469;酰米?#22836;不过?#21462;?#19981;出故障。同样,要让让岩芯完整、原状出筒,也很需要?#38469;酢?#36825;方面,“松科二井”的科学团队下了不少功夫。

      Virelay告诉岛叔,在对地球深部进行这样的直接探测之前,人类对地下的了解是间?#26377;?#30340;,好多?#38469;?#25512;测性的。比如,我们过去的一个主要计算方法就是地震波,根据哪个地方发生过地震,通过地震仪计算的波形,计算出地底下大概有什么东西。

      他说,以前我们总是推测地壳、上下地幔在哪儿,地下有哪些隐伏的深度断裂,全?#23458;?#27979;。而这次钻探之后,可以直?#21451;?#35777;和认识,不必再用间接的手段去“猜”,准确度就更高了。

    “松科二井”深钻成果,初?#20132;?#21046;的松辽盆地深部能源资源地层分?#38469;?#24847;图“松科二井”深钻成果,初?#20132;?#21046;的松辽盆地深部能源资源地层分?#38469;?#24847;图

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      工欲?#30772;?#20107;,必先利其器。地球深部探测的顺利实施和取得的成就,离不开深探装备的进步。

      这些年来,中国在购置一批国际领先深探设备的同时,加大自主研?#23631;?#24230;,在关键?#38469;?#35013;备领域取得突破。

      在这方面,居功至伟的是已经逝世的黄大年教授。

      生前,黄大年教授与同行密切合作,带领团队夙兴夜寐,孜孜不倦,研发出大功率、高效率、高精度和高性能的地震勘探系统、电磁勘探系统、无人机探测系统、超深钻探装备和深探软件?#25945;?#31561;大型探测仪器装备,为这次中国的地球深探事业做出了卓越贡献。

      成果?#24425;?#20010;大?#19968;錚?#36825;次的“地壳一号”万米大陆科学钻机,高60米,总重?#30475;?500多吨,占地1万多平方米,钻进能力达到1万米。光研制就花了四年,攻克了一系列?#38469;?#38590;题,让中国成为继俄罗斯、德国后,世界上第三个掌握地下万米钻探?#38469;?#30340;国家。

      值得一提的是,据岛友Virelay了解,这次钻机的钻头、钻杆、新方法新材料的应用,有一些已经获得了专利,证明这些关键设备已经国产化。他笑称,“这东西国外就是有也不会给你,核心?#38469;?#24517;须得靠自己”。

    2014年8月8日,黄大年在松辽盆地大陆科学钻探2号井2014年8月8日,黄大年在松辽盆地大陆科学钻探2号井

      向地心进发

      其实,经常看新闻的岛友会有一个感受:这些年,中国在深空、深海、深地探测层面都在不?#25103;?#21147;。

      那么,这些距离普通人可能有点“远”的,看上去像是“黑科技”的东西,对我们普通人来说究竟意味着什么呢?

      这就像当年网上流传的NASA写给一位普通民众的信:人类为什么要登月、要研究宇宙和太空呢?#21208;?#31455;这些重大科研项目,资金人力物力投入都很高,周期又很长,为什么?#35805;?#36825;些钱拿来做一些立竿见影、解决实际问题的事呢?

      风物长宜放眼量。?#32454;?#19990;纪美国的登月工程?#24425;?#32791;费了大量的人财物。但事实上,今天我们生活中?#31350;占?#24815;的计算机、?#25165;獺?#20114;联网等划时代的?#38469;酰际?#22312;“太空计划”这样的大工程中逐渐发展起来的。

      拿这次深部探测来说,我们的材料、工程、?#38469;酢?#29702;论都会有相应长足的进步,这些影响可能一时半会儿看不出,但长远来看意义非?#30149;?#21516;样,从国家战略的角度来说,深空、深海、深地,也意味着国家战略能力的提高。

      其实上世纪90年代,国际上曾有一个大洋深海钻探的计划,中国?#24425;?#25104;员之一。前面说了,陆地的地壳厚度38千米左右,洋壳薄一些,平均厚度十几公里。所以,当时的科学家就想,陆壳打不穿,能不能打穿洋壳?

      ?#19978;В?#26368;后这个计划投入的资金越来越多,远超科学家和各国预算,后来就无疾而终了。

      但是在我们经济实力?#29615;?#29467;进的今天,中国已经有能力独立自主地去进行这项研究。这样,核心?#38469;酢?#19987;利成果就都掌握在自己的手上,这也标志着大国的地位。

      有一个科幻小说家大家都知道,凡尔纳。生于190年前的凡尔纳极其了不起,写过许多家喻户晓的作品,比如《海底两万里》《月球游记?#32602;?#20182;也写过《地心游记》。

      有趣的是,美国人后来真的造出了凡尔纳笔下的“鹦鹉螺号”,也就是实现了当年幻想中的“潜艇”;人类也真的像他写的一样登上了月球。现在,我们又要像他说的那样,向地心进发了。

      从这个意义上讲,幻想,引领着人类突围;也正是这些无穷无尽的未知,引领着一代又一代的科学家向未来进发。

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