繼“神舟”上天、“蛟龍”下海之后,中國科學(xué)家在地球深部的探索又迎來歷史性突破。
6月2日,吉林大學(xué)主要承擔(dān)研發(fā)的“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)正式宣布完成首秀:完鉆井深7018米,創(chuàng)造了亞洲國家大陸科學(xué)鉆井新紀(jì)錄,標(biāo)志著我國成為繼俄羅斯和德國之后,世界上第三個(gè)擁有實(shí)施萬米大陸鉆探計(jì)劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。
萬米鉆機(jī)填補(bǔ)裝備領(lǐng)域空白
科學(xué)鉆探是獲取地球深部物質(zhì)、了解地球內(nèi)部信息最直接、有效、可靠的方法,是地球科學(xué)發(fā)展不可缺少的重要支撐,也是解決人類社會(huì)發(fā)展面臨的資源、能源、環(huán)境等重大問題不可缺少的重要技術(shù)手段。
此前,我國地球物理的儀器主要依賴進(jìn)口,但國外高精度的儀器對(duì)我國是封鎖的。
“如果說我們是‘小米加步槍’的部隊(duì),人家就是有導(dǎo)彈的部隊(duì)。”我國著名戰(zhàn)略科學(xué)家、國家“千人計(jì)劃”特聘專家、吉林大學(xué)交叉學(xué)部學(xué)部長黃大年教授生前接受采訪時(shí)說。
參與“深部探測(cè)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究專項(xiàng)”是黃大年回國后的第一項(xiàng)重要任務(wù)——擔(dān)任專項(xiàng)第9項(xiàng)目“深部探測(cè)關(guān)鍵儀器裝備研制與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目”負(fù)責(zé)人。
該項(xiàng)目第五課題——“深部大陸科學(xué)鉆探裝備研制”,由吉林大學(xué)作為主要承擔(dān)單位進(jìn)行研發(fā),以滿足我國地球深部探測(cè)任務(wù)中對(duì)超深鉆探用高端裝備的需求。
經(jīng)過4年多的技術(shù)攻關(guān),2013年吉林大學(xué)成功研發(fā)了我國首臺(tái)萬米大陸科學(xué)鉆探專用裝備“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī),填補(bǔ)了我國在深部大陸科學(xué)鉆探裝備領(lǐng)域空白,大大提高了我國超深井科學(xué)鉆探裝備的技術(shù)水平。
科學(xué)家突破多項(xiàng)技術(shù)難題
在我國東北部,松遼盆地靜臥在大小興安嶺和長白山脈的懷抱中。2006年8月18日,在松遼盆地北部中央坳陷區(qū)開鉆的中國白堊紀(jì)大陸科學(xué)鉆探工程(松科一井)分兩孔進(jìn)行。2007年10月20日,松科一井順利完鉆,為白堊紀(jì)地球表層系統(tǒng)重大地質(zhì)事件與溫室氣候變化的后續(xù)研究奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
松科二井于2014年開鉆,目標(biāo)是打穿松遼盆地白堊系,探索松遼盆地深部能源潛力,建立松遼盆地深部地層結(jié)構(gòu),尋求白堊紀(jì)氣候變化地質(zhì)證據(jù),研發(fā)深部探測(cè)技術(shù)。
“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)成為完成松科二井項(xiàng)目的不二選擇。“‘地殼一號(hào)’經(jīng)受住了考驗(yàn),鉆機(jī)無故障率達(dá)97.5%,最高日進(jìn)尺286米,充分體現(xiàn)出我國自主研發(fā)鉆機(jī)的能力。”松科二井工程總裝備師、“地殼一號(hào)”萬米鉆機(jī)研發(fā)負(fù)責(zé)人、吉林大學(xué)副校長孫友宏說,“地殼一號(hào)”突破了四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),一些技術(shù)甚至達(dá)到國際領(lǐng)先水平,使得我國鉆探裝備研發(fā)水平成功躋身國際第一梯隊(duì)。
開啟中國“地學(xué)”新起點(diǎn)
在5月21日進(jìn)行的松科二井成果鑒定會(huì)上,李廷棟、康玉柱、武強(qiáng)、侯增謙、楊經(jīng)綏等院士及有關(guān)專家一致認(rèn)為,該成果實(shí)現(xiàn)了理論、技術(shù)、工程、裝備的重大突破,對(duì)拓展我國深部能源勘查開發(fā)新空間、引領(lǐng)白堊紀(jì)古氣候研究具有重要意義。
目前松科二井巖心已經(jīng)全部采集完畢,這將會(huì)在研究白堊紀(jì)古氣候演變以及未來人類生存環(huán)境演化方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。
“之所以研究白堊紀(jì),因?yàn)檫@一時(shí)期是離我們最近的溫室氣候時(shí)期,也是高二氧化碳、高海平面和高溫的‘三高’時(shí)期。搞清楚白堊紀(jì),對(duì)于研究未來地球演化——可能會(huì)進(jìn)入這種‘三高’時(shí)期具有重要借鑒意義。”松科二井首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士王成善說。
通俗說,通過松科二井這一“時(shí)間隧道”,中國地質(zhì)科學(xué)家基本還原了白堊紀(jì)的場(chǎng)景。
此外,7018米的松科二井還揭示了松遼盆地形成的原因、過程和結(jié)果,為支撐大慶油田未來50年發(fā)展,保證我國能源安全提供了重要的數(shù)據(jù)支撐。
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