向地球深处挺进!

2024-12-25 00:00:00
军事文摘·科学少年 2024年12期

我们脚踩的这片土地深处究竟是什么?地球深处到底藏着怎样的奥秘?

想要探究这些问题,最直接、最有效和最可靠的方法是向地球纵深打一口科学钻探井,将人类的“视距”向地球内部延伸数千米甚至上万米,一探究竟。

而万米大陆科学钻机“地壳一号”,就是这样一台“看向”地球深处的“大国重器”。这台超强钻机不断探索的背后,究竟经历了怎样的艰辛历程,又实现了怎样的技术突破?

下面,我们就来听听“地壳一号”研发总负责人孙友宏讲一讲中国人挺进地球深处的故事吧!

为什么“入地”这么难?

上天不易,入地更难。相比于38万千米外的月壤样本,地球内部千米深处的坚硬岩石仿佛近在咫尺,却又遥不可及。

早在20世纪五十年代,地质学家们就梦想打一口超深钻井,一直钻穿地球壳幔边界的“莫霍面”,但是这个梦想到现在都没有实现。

钻地过程中,坚硬的岩石、巨大的压力、高温的环境……每一个难题都考验着人类的智慧和勇气。随着钻头一寸寸突破地层,钻探难度必然会成倍增加。孙友宏说,“地温梯度每往下100米,温度增加3度,达到1万米的时候,那就要达到300度的温度。我们预测地核温度是将近5000度。你想什么UW2uQeZhrY4g9wc+76Ye2Q==物体能经得起5000度?”

为了向地球深部进军,真正要实施深达万米的科学钻探,难度不亚于制造一艘小型航空母舰。

“地壳一号”打穿了白垩纪

从2004年开始研发“地壳一号”,到2013年研制成功并通过验收,十年间,孙友宏带领团队通过反复研究和实验,针对地球深部的高温、高压和高地应力等极端条件,科研团队攻克了“钻井过程中钻具的重量”“万米地下钻头的精准控压”“整套系统的动力传输”等一系列关键技术难题。

2014年,在松辽平原上的大庆油田松科2号井场,“地壳一号”正式开钻,此后,孙友宏一待就是将近五年。随着“地壳一号”万米钻机连续获取地下岩心样品,地质人员不仅在松辽盆地发现了金矿、银矿、铁矿等平时我们所熟知的金属,还发现了新的能源——天然氢气。更重要的是,他们成功打穿了白垩纪盆地,将7000万至8000万年前的地层信息完整地呈现在世人面前。

“我希望能打一口世界上最深的超深钻”

大学期间,孙友宏曾被一位外国教授的南极探险故事深深吸引。那位教授带领的冰下科学钻探项目,成功打穿了3700多米的南极冰盖,创造了钻探领域第二个吉尼斯世界纪录。孙友宏期待,“如果中国人有一天也在钻探领域创造这样一个吉尼斯世界纪录,那多好。”

2024年2月,我国开展南极麒麟冰下湖科学钻探工程选址工作,孙友宏便是第四十次中国南极科学考察队其中一员。这是他第一次到访南极,虽然之前听学生讲述过南极环境的恶劣,但当地的低温、大风、缺氧环境,“亲自经历了一下,确实是很艰难。”

在南极,孙友宏带领团队进行了冰下基岩钻探项目的野外试验,他们用自主研发的冰下基岩钻探装备“完整地取出了地下岩心”,项目完成得很好。

下一步,孙友宏团队将继续研发新的钻探装备,“把这个3600米的冰盖打穿,要把下面的湖水没有污染地取出来,所以对我们来说这也是一个挑战。”

“地壳一号”从设计到研制成功已经过去10多年了。孙友宏还有一个梦想,就是希望在不久的将来,中国人能在钻探领域达到世界领先,能打一口世界上最深的超深钻,更好地研究地球、保护地球,更好地建设人类共同的家园。