向着地球深处不断挺进

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划重点

01为探究地球深处的奥秘,中国研发了“地壳一号”万米大陆科学钻机项目,目前已成功钻穿白垩纪盆地。

02项目研发总负责人孙友宏表示,钻地过程中面临的难题包括坚硬的岩石、巨大的压力和高温环境。

03通过十年努力,科研团队攻克了钻具重量、精准控压和动力传输等关键技术难题。

04除此之外,地壳一号在松辽平原发现了金矿、银矿、铁矿等金属,还发现了新的能源——天然氢气。

05孙友宏期待未来中国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。

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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。
“地壳一号”向着地球深处不断挺进,成为了众人瞩目的焦点。这台超强钻机不断探索背后,经历了怎样的“艰辛历程”,又实现了怎样的技术突破?
新华访谈《大国总师》系列第三期,让我们跟随“地壳一号”万米大陆科学钻机项目研发总负责人孙友宏,听他讲述中国人不断挺进地球深处的故事。
为什么“入地”这么难
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在孙友宏看来,“上天不易,入地更难。”
相比于38万公里外的月壤样本,地球内部几公里深处的坚硬岩石仿佛近在咫尺,却又遥不可及。
早在上个世纪五十年代,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。你想什么物体能经得起5000度?”
为了向地球深部进军,孙友宏坦言,真正要实施一口万米的科学钻探,难度不亚于制造一个小型航空母舰。
十年磨一“钻”
“地壳一号”万米钻机打穿了白垩纪
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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,孙友宏在这一待就是将近五年。随着“地壳一号”万米钻机不断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”
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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,他希望在不久的将来,“我们中国人也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,能打一口中国人引以自豪的超深钻,更好地研究地球,认识地球、保护地球,更好地建设好我们人类共同的家园。”
策划:储学军 车玉明 
统筹:李晓云  李由 
编导:徐可 戴丽婷
视频制作:陈杰  汤子涵
主持人:许丹睿
导播:李何铭  彭雨荷  
拍摄:赵祎鑫 陈琳 王小骥 东子寒 夏悦涵 
设计:邓豪俣 
专业指导:赵研 周子健 张竞月 巩达
鸣谢:中国地质大学(北京)  吉林大学建设工程学院
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