国之重器成功试航!中美日,谁先打开“地心之门”?(图)

2024-02-25 22:27:52 · chineseheadlinenews.com · 来源: 正解局



去年12月,我国自主研制的首艘大洋钻探船“梦想”号,在广州南沙试航成功。

“梦想”号将执行一项史无前例的任务——钻穿地壳。

大洋钻探船为何被称为国之重器?

“梦想”号成功试航,有何重大意义?



一说起大洋钻探,很多人首先想到的是找石油。

其实,大洋钻探的意义远不止于此。

地表大部分是海洋,海平面看着都差不多,但海底的玄机可不少。

想知道海底的玄机,就得靠大洋钻探。

比如大洋钻探船四处打钻,证明了海底扩张假说原来是真的,现在成了海底扩张学说。



海底扩张学说中描述的海底运动


大洋钻探的意义还不仅在于海里。

比如对地球气候变化以及冰川期的研究,也是通过研究大洋沉积岩得出的;再比如古海洋学的创立、海底深部生物圈的研究、东亚季风、大陆裂谷等地理学领域的大研究,都得益于大洋钻探。

然而,在“梦想”号出现之前,我国要搞这样的研究,只能租用美日两国的钻探船。

虽说科学无国界,但钻探船还是有国籍的。

租钻探船真不便宜,每年300万美元,还是搞科研的打折价。

2014年,综合大洋钻探计划(IODP)的第349航次,是在南海开展钻探。

我国除了交组织的会员年费,还额外提供了600万美元的资助。

即便如此,因为船不是我们的,怎么航行,到哪里钻探,我们说了都不算,完全没机会自主组织航次,而且能上船的名额也很有限。



IODP第349航次的航线和钻取的岩芯


这就要算笔账了。

既然大洋钻探在各个领域都有极高的价值,我国每年又要花那么多钱租别国的船,那倒真不如自己造一艘更划算。

更重要的是,当前的IODP计划将于2024年结束,加上计划里承担钻探任务的主力,美国的“乔迪斯·决心”号钻探船也快要达到船只的服役年限。

如果还继续像以前一样租借,那么,我国大洋钻探的科研之路可能被迫中断。

这就是我国自主制造“梦想”号的大背景。

别看就这一艘船,她能让我国从大洋钻探的参与者,一举成为主导者。

未来,我国将通过“梦想”号大洋钻探船自主组织航次,再通过加强与日欧的合作,提升我国在世界大洋钻探领域的权重。



大洋钻探船是全球顶尖深海探测高新技术的集成,是目前深入海底深部取样的唯一手段。

参与IODP合作计划的只有20多个国家,这些国家全球科研和造船能力都是顶尖的。

而真正有能力研制出大洋钻探船的国家,只有中国、美国和日本。

以前的IODP号称有“三舰客”,其实只有两艘主力钻探船,分别是美国的“乔迪斯·决心”号和日本的“地球”号。

欧盟的特定任务平台MSPs,是随时根据需要征召多艘钻探船执行综合任务的架构体系,主要针对高纬度地区的结冰洋面,严格意义上不能算数。

“乔迪斯·决心”号功勋卓著,1978年在加拿大设计建造,1983年下水服役,可操作钻杆柱9150m,钻探能力(水深+钻深)9150m,海底下最大钻探深度为4000m左右。



美国“乔迪斯·决心”号钻探船


该船还拥有1400平方米的七层实验室,可对沉积学、岩石学等多个领域进行分析研究。

“乔迪斯·决心”号服役至今已经40多年,今年9月将正式退役。

日本的“地球”号则是新生代钻探船,2005年7月交付使用,体量比“乔迪斯·决心”号大5倍,号称全世界最大的深海科学钻探船。

“地球”号吃水9.2m,排水量56752吨,最大作业水深2500m,最大钻探深度11000m,最大钩载1250吨。

该船搭载2套发电机系统,总输出功率约35000kW,可同时容纳150人在船上工作和生活。



“地球”号钻探船


2019年1月,“地球”号在日本海域成功钻探至海底3260m,创造了当时的钻探纪录。

“地球”号的建设体现出日本人的好大喜功,船大了,使用的开销就大,每天至少要50万美金。

但日本的科研投入又无力支撑,这让“地球”号在最近7年时间里只执行了4个航次,大多数时间只好在港口趴窝。

与西方钻探船相比,“梦想”号的实力如何?

与两位前辈不同,“梦想”号从一开始设计就不追求“bigger than bigger”。

我国走的是“小吨位、多功能、模块化”的设计建造理念,主打性能上必须遥遥领先。

“梦想”号的总长227米,最大航程2.5万海里,有能力在全球海域作业。

以钻探性能来看,“梦想”号的钻探系统是全球最先进的,其中深水无隔水管泥浆循环系统(RMR)由我国自主研制,钻探深度理论可达15000米,其中水下深度为11000米,地下深度为4000米,远超美日钻探船的钻探能力。

不过,实事求是地说,到今天还没钻过,需要实践检验,但即便如此,“梦想”号仍然是目前全球唯一一艘有望钻探到11000米深度的钻探船。

另外,船上还有不少全球之最。

比如,“梦想”号拥有全球面积最大、超3000平方米、功能最全、流程最优的船载实验室,完美满足海洋领域任何学科的研究要求。



试航的“梦想号”

“梦想”号上还有全球规模最大、最先进的科考船综合信息化系统,以及遍布全船的超过2万个监控点,可全程监测钻探过程。

“梦想”号的动力系统也是遥遥领先。

“梦想”号在全球首次同时将蓄能技术和闭环电网应用于DP-3级动力定位系统,动力更加强劲,还能降低15%的能耗,航行更加经济,成本更低,估算费用能节约一半。

她的钻探系统,动力来源由一台最新式的30兆瓦电站提供,即便在海底高压高温的环境下,这台电站依然能稳定工作。

“梦想”号上还有智能控制、远程操作等创新设备,大大提高了钻探的效率和安全性。

“梦想”号还是一座“海洋科学移动实验室”,配备了一系列科学仪器和设备,对钻探过程中采集到的岩石样本或海底生物,可及时进行分析和测试,为后续研究提供最新的数据和信息。

“梦想”号扛起我国大洋钻探的大旗,也创造了多项世界之最。



长久起来,地球内部引发人们无限猜想。

著名科幻小说家儒勒·凡尔纳曾写过一篇小说——《地心游记》,讲的就是地心探索的故事。

地幔是地球内部从地壳到地核之间的一层,可以视为地心之门。

作为世界上最先进的海洋钻探平台之一,“梦想”号的设计目标是从海面直达地幔,实现人类的首次突破。

科学家们希望通过对地幔的研究,寻找到更多既有科研价值也有实际意义的新发现。

地幔的平均厚度在2800千米以上,平均密度为4.59g/cm?,占据地球总体积的82.26%和总质量的67%。



地球内部结构示意图


地幔主要由岩石和岩石间的熔融物质组成,主要包括三种岩石,其中橄榄岩的含量最高,占95%以上;其次是辉石岩,占3%左右;最少的是榴辉岩,占2%左右。

这些岩石含有大量的铁和镍等能产生磁性的金属元素,它们对地球磁性的影响不可忽视,而地磁显然跟通讯和定位密切相关。

地幔中还含有硅、氧、镁、铁、铝、钙等元素,这些元素也是构成整个地球的主要元素,比如跟人类活动最密切的地壳中,主要元素也同样是这些。



地壳中的主要元素


因为受到巨大的压力,地幔的密度是岩石中最大的,这使得地幔可以在地球内部形成稳定的结构。

这种稳定结构决定了地球的物理和化学性质,同时也对地球演化和地壳运动产生重要影响。

一言以蔽之,想要更透彻地了解我们脚下的星球,地幔是无法忽视的研究对象。

但是直到现在,人类对地球的认识也仅限于地表。

地表以下10多千米的深处,人类的极限是科拉超深井,垂直深度12226米,目前已经废弃封闭。



已经废弃封闭的科拉超深钻孔


如果能继续钻探到地幔,则有可能获得更多的岩石样本,进而探索地球的演化,甚至能获知地下是否另有生命形态。

从稍显功利的角度看,随着地表和浅表地壳中资源的不断消耗,人类依赖的资源总有一天会被用干耗尽。

相比于从外太空获取资源,向地心深处探索更多资源则显得更加务实。

站在全人类的角度,人类未来的命运取决于我们对自然界的理解。

只有当人类不停探索,对身处的世界更加了解,才能真正实现可持续发展,让子孙后代拥有更美好的未来。

“梦想”号成功试航,让中国有了打开“地心之门”的钥匙。

中美日,谁将率先打开“地心之门”?

让我们拭目以待。

			
    24小时新闻排行榜更多>>
  1. 集宁师范现裸体女,进男生宿舍,男老师为其遮盖,现场人发声更多
  2. 毁三观!女子一丝不挂大闹男生宿舍,现场视频曝光,警方介入
  3. 网传集宁女学生全裸大闹男生宿舍楼,知情人爆料,为情所累
  4. 廖碧儿公开择偶条件:2年相亲10多人,至今还是单身(组图)
  5. 女子赤身闯大学宿舍后续:知情人爆内幕,男学生与她闺蜜搞到一起
  6. 后续!内蒙女子一丝不挂大闹男生宿舍:疑亲密视频被男友传网上!
  7. 闹大了!三亚海滩惊现裸女,当地警方回应,拍照女子可能会被拘留
  8. 视频疯传:失恋女子裸闹宿舍楼,网友直呼“太傻了”
  9. “高合车内不雅照”事件引爆网络,公司紧急报警并回应
  10. 河南洛阳一女子被车反复辗压身亡
  11. 越南女首富、地产大亨张美兰被判处死刑
  12. AV女星参加NBA球星播客 热聊色情业幕后故事(图/视)
  13. 毁三观!马桶堵塞女子频繁高空抛粪便!网友:让她自食其果!
  14. 唐一军被查: 房地产危机波及习近平核心圈
  15. 唐一军被抓内幕 专家指波及高层核心圈
  16. 美国各大航司联合致信拜登:停止批准中美间新航班(组图)
  17. 食品业巨头旗下多款午餐含铅钠超标 纳入学校午餐计划
  18. 湖南女教师坠亡,系26楼跳下,留下俩孩子!网友:教师是高危职业
  19. 关于虐猫考生,我劝大家别做烂好人,我甚至怀疑他学核物理的目的
  20. 孙亚龙确诊脑梗,将进行血管扩张手术 评论区炸锅了
  21. 从富豪沦为老赖?起底男性“根浴”医院背后的男人(图)
  22. 中南海公布“以旧换新”方案 专家:黔驴技穷
  23. 香港街景英国格拉斯哥重现 吸引万人“趁墟”
  24. 【新唐人快报】美日菲首次领导人峰会 向中共释信号
  25. 女子入职就被董事长性骚扰,领导:公司都这样,你不想跨越阶层吗
  26. 啼笑皆非!枣阳消防无奈注销账号,酒店老板被禁言,更多后续曝光
  27. 侵吞诈骗900亿 越南女版“许家印”被判死刑!(组图)
  28. 银行没错!广东女子取救命钱被银行拖延,崩溃大哭:会害死我姐啊
  29. 后续!女子车内不雅行为曝光,高合汽车紧急回应,评论区炸锅!
  30. AI产业后面的"工人",她们被叫做"妈妈工人"
  31. 不考公不考研,本科毕业后她们选择重新高考
  32. 华为Mate70最新曝光:采用豪威+索尼镜头,提供大小屏双尺寸
  33. 大赞!养老金调整,看看你的养老金多少呢?今年上调了多少?
  34. 毁三观!中学男老师强奸初三男生导致肛裂!举报大量聊天记录曝光
  35. 乌克兰全境防空警报!俄军凌晨闪击40枚导弹40架自爆无人机!
  36. 俄军反击轰炸乌克兰发电站,而且称向乌发射40枚导弹40架无人机
  37. 一个手机支架引发的讨论!余承东:我们导航好没必要!你们觉得呢
  38. 贾樟柯新片《风流一代》入围戛纳主竞赛单元
  39. 【热点互动】围堵中共 美日菲今举行历史性三方会晤
  40. 尾随女子回家企图性侵 男子被起诉多罪
  41. 致婴儿死亡的洛城谋杀-自杀案 与日食有关?
  42. 发表暴力反犹言论 前康奈尔华生认罪
  43. 知名品牌,紧急召回!
  44. 多动症男孩打人被联名劝退,央媒:应及时让孩子接受心理治疗
  45. 夫妇杀死孩子埋尸宠物墓地,牵出更多离奇死亡事件(组图)
  46. 今天上午10:00,可以查分了!
  47. 张纪中被爆已还前妻200万,还欠300万 女方律师发声(图)
  48. 毒杀同事未遂 加州华裔工程师或判2年缓刑
  49. 炸裂!三亚海滩女子“脱光摆拍”,“女主”在评论区自爆身份?
  50. TVB新人女星扮人肉奖杯 连体服太薄未穿打底内衣(组图)
  51. 最新iOS更新后iPhone会死机?如何修复
  52. 闹大了!63岁老阿姨健身8年,身材不输女大学生,网友:风韵犹存
  53. 清明节江西文旅因提灯定损事件损失惨重,网友为江西五一旅游出招
  54. 岸田文雄告诉美国国会:美国不必独自应对全球挑战
  55. 【新唐人快报】TikTok剥离出售案 拟延长出售时限至一年
  56. 黄金价格一日多变 大陆批发商连夜进货
  57. 《权力游戏》男星诉洛县:拙劣刑侦毁生涯
  58. 闹大了!女子银行转账花1小时崩溃大哭,你们会害死我姐网友炸锅
  59. #普通人投资该不该买黄金
  60. 武汉名媛豪掷2亿日本买楼 又到了中国人爆买日本的季节