侠客岛:一则没太引起关注的新闻 很值得解读

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2018-10-27

  前天▓▓▓,《人民日报》上有一则消息:  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境深部钻探工程(简称)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,    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▓▓。 用新闻里的话说▓,  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▓▓。   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,钻深井也是一个相当高难度的工作▓,  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。

  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▓,  钻了深井,之后可以展开的科研和实际意义就多了。

    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▓▓,  地球诞生到现在46亿多年▓▓▓,每一个地史阶段都是周期性的。 白垩纪距今6500万年到亿年▓,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  同样▓,这样的科研成果还可以用在等许多领域。

  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▓▓▓▓、剥蚀和沉积作用,以及地震、滑坡等自然灾害▓▓;  知其然知其所以然▓▓,揭开地球深部结构与物质组成的奥秘▓▓,就会    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▓▓。   利用获得的岩芯▓▓,中国科学家们可以在国际上▓,  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,这就需要各种技术▓▓▓,让钻头不过热、不出故障▓▓▓▓。 同样▓,要让让岩芯完整、原状出筒,也很需要技术▓。 这方面▓,松科二井的科学团队下了不少功夫▓。   Virelay告诉岛叔▓,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▓,全靠推测。     工欲善其事,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,加大自主研制力度▓▓▓,在关键技术装备领域取得突破▓。   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▓,为这次中国的地球深探事业做出了卓越贡献▓。   成果也是个大家伙:这次的地壳一号万米大陆科学钻机▓,高60米▓▓▓,总重量达1500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▓▓,攻克了一系列技术难题▓▓▓,  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▓,    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断发力▓。

  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▓,  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▓?毕竟这些重大科研项目▓,资金人力物力投入都很高,周期又很长,为什么不把这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。

上个世纪美国的登月工程也是耗费了大量的人财物。 但事实上▓,今天我们生活中司空见惯的计算机▓、硬盘▓▓、互联网等划时代的技术▓,都是在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▓、技术、理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,但长远来看意义非凡。 同样,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,中国也是成员之一▓。 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▓▓?  可惜▓,最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突飞猛进的今天▓▓▓,中国已经有能力独立自主地去进行这项研究▓。

这样▓▓,核心技术▓、专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》▓▓▓▓,他也写过《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▓。   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。