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论述科学钻探的概念、作用、意义、现状
1、科学钻探的概念 钻探作为人类长期以来与自然界斗争的结果和协调发展的的经验的总结,有着悠久的历史。从早期的钻凿盐井到当代油气、床产的开采,为人类的进步作出了巨大的贡献。随着人类对地球的认识不断深入,技术水平的不断提高,钻探为地质学的研究提供了有力的技术保障。从地表的探测、观察逐渐深入到地球内部圈层查找证据,而且不断加深,获得的资料越来越丰富,极大促进了地质学的发展。科学钻探就是这样一门为地学研究等目的而实施的钻探。 当代,人类在发展自身的历程中,对地球的索取超过了对她的关心和爱护。这种人地关系的失衡导致了今天的资源、环境、生态、人口等问题。科学钻探对解决人类社会发展所面临的资源、灾害和环境三大问题都有十分重要的意义,同时也是一项能带动相关工程技术发展的重大科学工程。 2、科学钻探的作用、意义和现状 科学钻探通过科学探测地球内部结构和成分,在构造地质学方面能够研究球深部构造及演化,检校地球物理探测结果,研究地壳深部流体及其作用,探索大型陨石撞击作用与生物集群灭绝奥秘;在资源能源开发利用方面可以研究盆地演化、成矿理论、油气成因及天然气水合物,调查和开发深部热能;在环境科学方面能研究地震成因改进地震预报、火山喷发机理,地质灾害预警,研究地球气候演变、探索生命演化历史。除此以外,科学钻探可以建立地壳长期观测站、调查核废料储埋场址,最重要的还会促进钻探技术的极大发展。 科学钻探并最近几十年才飞速发展的科学工程,大致可以将世界科学钻探分为两个时期:ICDP之前的科学钻探和ICDP之后的科学钻探。ICDP(International Continental Scientific Drilling Program)成立于1996年2月,德国、美国和中国作为第一批成员,成为ICDP的发起国,总部设在德国波茨坦,目前已有15个成员国。在ICDP成立之前,世界各国都已经有了科学钻探的探索。如美国的莫霍面计划(Mohole project)、深海钻探计划(Deep Sea Drilling Project,DSDP),苏联在全国范围内开展的大陆科学钻探,德国的“联邦德国大陆深钻计划(KTB)”,法国、英国、加拿大、日本、瑞典、瑞士等国也都有科钻的实施。各国的科学钻探比较分散,加之科学钻探是一种成本极高、风险极大、技术及其复杂的科学工程,各国在实施过程中会遇到很多困难,由此制约了钻探施工和成果获取。ICDP的成立为科学钻探降低风险和成本、装备技术的交流和共享、科学成果的交流和共享都起到了良好的促进作用。 目前科学钻探已经实施了湖泊钻探项目、陨石撞击和生物灭绝事件的科学钻探项目、研究火山和地热的钻探项目、断层带科学钻探项目等22个科学钻探项目,取得了大量的科学资料,极大促进了地质学及相关技术的发展。国际大陆科学钻探计划(ICDP)已与综合大洋钻探计划(IODP)签订协议,要加强两项计划在科学钻探领域的合作与协调,并共同出版《科学钻探期刊》(Scientific Drilling Journal),于2005年发行第一期。ICDP成立以后培训了一批专家技术人员,包括地质学家、钻探专家、地球物理学家、测井专家、实验测试师以及信息技术专家。 中国大陆科学钻探工程经过多年的长期论证,经过我国科学家30余年的努力,终于在1997年获得国家批准立项,2001年开工建设,至2005年完成钻探施工任务。所获得的地下实物样品,经过各方面科学家的研究,已经取得了重大的科学成果。
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大陆科学钻探的研究主题覆盖了所有地学领域的广泛目标,是当代地球科学以及的最前沿,它不仅需要一系列重大工程技术的支撑,而且将带动地球科学相关学科和技术的重大发展,对于这样一个全球性的、投资巨大的、需要一系列高新技术支撑的大科学项目,国际合作是必由之路。
90年代初,由德国牵头在国际地学界的支持下28个国家的250位专家出席并制定了国际大陆科学钻探计划(ICDP),1996年2月26日,中、德、美三国正式签署备忘录,成为首批成员国。
正式启动ICDP。德国自然科学基金会、联合国教科文组织地学部、大洋科学钻探计划作为联系成员,墨西哥、希腊、俄罗斯、法国、英国、加拿大、日本、欧洲科学基金会成为成员国,计划每年投资70万美元。
大陆科学钻探
1.2.3.1 国外大陆科学钻探
大陆地壳远比洋壳古老,隐藏有更多的地球奥秘,大陆还是人类直接居住、获取主要矿产与其他资源以及遭受地质灾害威胁最大的地方,因此人们迫切希望通过大陆科学钻探来更多和更深入地了解大陆。大陆科学钻探始于20世纪70年代,在1996年2月国际大陆科学钻探计划正式成立之前,许多国家就已经开展了大陆科学钻探。
前苏联制定了庞大的科学深钻计划,在一些主要的地震剖面的交点处,布置了20余口7~12km的科学超深井。1970年开始钻进设计深度15000m的科拉超深井,至1986年达到12262m井深,成为当今世界最深的钻井。前苏联共实施了11个科学超深井和深井,除了科拉超深井之外,其他的著名超深井有萨阿特累超深井、乌拉尔超深井、克里沃罗格超深井、第聂伯-顿涅茨克科学钻井、秋明超深井、迪尔劳兹深井等。
德国实施了举世闻名的“联邦德国大陆深钻计划(KTB)”,在华力西缝合带的结晶地块中先后钻了一个4000.1m深井和一个9101m的超深井,目的是研究地壳较深部位的物理、化学状态和过程,了解内陆地壳的结构、成分、动力学及其演变。
美国实施了10多个科学钻探项目,钻孔深度都较浅,最深的只有3997.45m圣安德烈斯断层科学钻探项目,其他已实施的科学钻探项目有索尔顿湖科学钻探项目、伊利火山链科学钻探项目、长谷地热勘探项目、瓦莱斯破火山口科学钻探项目、上地壳项目等。
1982年,法国的科学家提出了100个须通过科学钻探解决的地学问题,从中选定了12个问题,计划实施科学钻探,已完成了3个,其钻孔深度分别为900m、1400m和3500m。
瑞典国家动力委员会在瑞典中部Gravberg地区的锡利扬陨石撞击构造,施工了一口6950m深的科学探井,以寻找非生物成因的石油和天然气。
瑞典、瑞士和英国分别实施了以核废料储埋点勘察为目的的科学钻探,钻孔深度一般为1000~2000m,最深为2500m。加拿大等国均制定了大陆科学钻探计划,开展浅孔科学钻探工作。
日本制定了为期10年超深钻计划,拟在太平洋、菲律宾及亚洲板块结合带上打超深井。目前已施工了一些以火山和地震研究为目标的浅至中深科学钻孔。
1.2.3.2 我国大陆科学钻探
我国从2001年开始实施“中国大陆科学钻探工程”,经历了4年时间,在江苏省东海县坚硬的结晶岩中施工了一口5158m深的连续取心钻井(“科钻一井”),目的是研究大别
-苏鲁超高压变质带的折返机制。2005年实施了青海湖科学钻探项目。采用ICDP的GLD800湖泊钻探取样系统,施工了一系列浅钻。该项目的目标是获取高精度的东亚古环境记录,研究区域的气候、生态和构造演变及其与其他区域和全球古气候变化的关系。汶川特大地震发生之后,从2008年10月开始,我国组织实施了旨在研究地震机制和进行地震监测预报的“汶川地震断裂带大陆科学钻探”。该项目计划施工5口科学钻井,钻井深度范围为550~3350m。近期,我国在深部探测计划专项的范围内,围绕超万米科学钻井的选址工作,施工了6~7口深度2000~3000m的小直径科学钻孔。
松辽盆地大陆科学钻探计划,由布置在大庆地区周边的松科1井(分南孔和北孔实施)和松科2井(分东孔和西孔实施)组成(图1.6),“2井4孔”分别对白垩系不同层段进行取心钻进,最终连接各井岩心构造松辽盆地白垩系完整的地质综合剖面。2009年,在国家“973”计划和大庆石油管理局资助完成的松科1井成果基础上,中国地质大学(北京)王成善教授牵头组织的“松辽盆地大陆科学钻探”项目申报,获国际大陆科学钻探计划(ICDP)批准。2012年,由国土资源部批准立项、地质矿产调查评价财政专项资助、中国地质调查局组织、中国地质调查局勘探技术研究所承担的“松辽盆地深部资源与环境钻探工程示范”项目启动,实施松辽盆地科学钻探计划的主体工程——松科2井(东井)(以下简称松科2井)。
图1.6 松辽盆地“2井4孔”在东西向大剖面上的投影
2006~2007年在大庆实施了“松科1井”项目,施工了深度分别为1810m和1915m的两口取心钻井,以研究白垩纪地球表层系统重大地质事件与温室气候变化。设计深度6400m的“松科2井”于2014年4月13日开钻。松辽盆地国际大陆科学钻探工程的总体目标是:通过科学钻探工程,实现“2井4孔、万米连续取心”,填补完整的、连续的白垩纪陆相沉积记录世界空白,为研究距今1.4亿年至6500万年间地球温室气候和环境变化奠定坚实研究基础,建立起为建设“百年大庆”和基础地质服务的“金柱子”。同时,通过获取松辽盆地深达6400m的原位、连续地球物理参数,为松辽盆地及其相关类似盆地的地球物理勘探提供科学“标尺”。通过该项目的实施,在大陆深部科学钻探关键技术研究方面,全面提升我国深部科学钻探技术水平,最终形成具有我国自主知识产权的科学钻探技术和方法体系,为我国万米超深井科学钻探提供技术储备;使我国深部大陆科学钻探技术研发水平达到国际先进水平,为我国重大地球科学新发现和矿产资源储量快速增加提供技术保障。
1.2.3.3 国际大陆科学钻探计划(ICDP)
为了协调世界范围内的大陆科学钻探活动,减轻各国在实施该项活动时的成本和风险,实现成果共享,最终促进大陆科学钻探在地学研究中的推广应用,1996年2月由德国、美国和中国发起成立了“国际大陆科学钻探计划(ICDP)”,其总部设在位于德国波茨坦的德国地学研究中心(GFZ)。ICDP成立至今已满20年,共有25个成员,包括德国、美国、中国、日本、波兰、加拿大、奥地利、冰岛、挪威、意大利、西班牙、瑞典、法国、以色列、捷克、南非、芬兰、新西兰、瑞士、印度、荷兰、英国、韩国和比利时共24个国家,以及联合国教科文组织(UNESCO)1个团体成员。该计划从启动以来,已资助了数十个科学钻探项目,不断还有新的国家和团体加入或申请加入该计划。我国的“中国大别-苏鲁超高压变质带大陆科学钻探项目”、“青海湖科学钻探项目”和“白垩纪松辽盆地大陆科学钻探项目”先后被列为ICDP项目,得到了国际大陆科学钻探计划组织的资助。
地心跟地球表面的进口在哪?请高人回答,由衷感谢(奉上我所有财富)
没有进口。
地球由外到内分为地壳、地幔和地核三层。
地壳是岩石圈的重要组成部分,平均厚度约17千米,其中大陆地壳厚度较大,平均为33千米。
地壳下面是地球的中间层,叫做“地幔”,厚度约2865公里,主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。上地幔顶部存在一个地震波传播速度减慢的层(莫霍面),岩石圈(岩石圈指地壳和上层地幔顶部)以下称为软流层(Asthenosphere),推测软流层是由于放射性元素大量集中,蜕变放热,使岩石高温软化,并局部熔融造成的,很可能是岩浆(Magma)的发源地。软流层以上的地幔是岩石圈的组成部分。下地幔温度、压力和密度均增大,物质呈可塑性固态。
地核位于地球的最内部。半径约有3470 km,主要由铁、镍元素组成,高密度,平均每立方厘米重12克。温度非常高,约有4000~6000℃。地核又分为外地核和内地核两部分。外地核的物质为液态,内地核现在科学家认为是固态结构。
参考资料:
通往地心的探索之路
张少泉
在20世纪末,地球科学家可以讲出一个关于地球内部以及关于地球演化历史的绚烂多彩的故事。这个故事十分精彩,同时也是真实的。
从儒勒·凡尔纳的“地心之旅”说起
法国作家儒勒·凡尔纳在1864年创作出版了著名科幻小说《地心游记》,这是一部影响了几代人的科幻小说。《地心游记》讲的是:莱得布洛克教授和他的侄儿阿克赛在一位向导的帮助下,经由冰岛一个暂时沉寂的火山口,沿岩石中的洞穴而下,历经险阻,终于抵达地心,最终奇迹般经由一次火山爆发,从地中海那边的另一个火山口喷回到了地面。
根据今天的知识看,小说中的探险者们去的地方远不是地心。
地球物理学告诉我们:固体地球的平均半径长度为6371公里,而由岩石构成的表层,厚度不过几十公里。许多火山的本源就在这层岩石中间,聚集在那里的熔融物质可以来自更深的地方,但远离地球的中心。小说中的主人公,仅仅在这层岩石中转悠了一趟。他们看到一堆恐龙和亚特兰提斯古城,便以为游过地心了。这是因为凡尔纳当时对地心的认识,受那个时代科学发展的局限。但凡尔纳仍不失为科学幻想的先驱人物。在众人翘首仰望太空时,唯独凡尔纳把目光转向了地下。
误区:地壳包裹着岩浆,伪科学:地球空心说
在儒勒·凡尔纳的时代,地质学作为一门学科已建立起来,但对地球内部深处的了解,仍仅处于起步阶段。
地质学家根据火山喷出大量熔岩和气体的现象,建立了地球是由一团炽热的星云凝聚而成的假说,设想有一种叫做“岩浆”(magama)的液态物质充满着岩石层下的地球内部。这种岩浆,被认为是以硅酸盐为主,并含有许多气体和水分的高热熔浆。按照这一假说,在地球的演化过程中,外部散热快,先冷却,凝结出一个由坚硬的岩石构成的壳层。
山岳高原的隆起,是岩浆上涌推动的结果;在一些地方,岩浆突破封闭冲出,是为火山爆发;并首次将人们看得到的岩石表层,称为“地壳”(crust)。在英文中,这就是蛋壳的壳字,译成中文时,在前面加了个“地”,成为一个专有名词。这样理解地壳近乎一层薄壳,几乎是“皮”;壳下为尚未凝固的岩浆所充满,火山熔岩是地下岩浆在出口的凝固物。这种假说当时就有人怀疑。后来的发现和研究结果更证明,岩浆是在一定环境中和一定的条件下才会产生的局部熔融现象。
“地球空心说”过去风行过。如今仍有市场。地球是中空的吗?关于地球内部状况,人们的认知确实进展不如对宇宙的认知进展快,还有许多未解之谜。这也给不科学或反科学的奇谈怪论留下藏身之地。其中之一就是“地球空心说”。
地球内部难以直接观察,但是从其他途径可以了解它。譬如可以用物理学的方法计算出来整个固体地球的体积和质量,从而求得它的平均密度。假使地球内部是空的,那么固体地球的平均密度应低于地面岩石的密度。早在1799年,出生于法国的英国科学家卡文迪什(1731-1810)应用万有引力定律,和他制作出来的扭秤,就已测出地球的平均密度为水的5.48倍,超过岩石的密度。他还提出,这个密度随着深度增加而增加,地球中心的密度最大,而并没有什么空心一说。
卡文迪什的实验和理论,后来为许多人的重复测定所证实,并取得更精确的数据。现代测定的地球平均密度为5.517克/立方厘米;上部岩石圈的平均密度为2.65克/立方厘米。
显然,“地球空心说”不是什么科学假说,只是在科幻电影和小说中用来虚构离奇故事的“背景”。至于散布什么外星人或恐怖分子就住在空心的地球的里面,并在那里控制着地球,更是蛊惑人心的邪说。
一个探测地心的最新的科学设想
科学幻想影响到科学家,也是人们始料不及的。
太空探测已经引不起世人的兴趣,那何不用核弹炸开一条路到地心去探险呢?这类似于科幻小说的情节,出现在权威科学期刊英国《自然》杂志的一篇文章中。这就是美国加州理工学院的达维史蒂文森(Daavid Stevenson)在今年5月15日出版的《自然》杂志上提出一种探测地心的构想。
他的构想是:先在地表引发威力达数百万吨黄色炸药爆炸力的核爆或类似地震的高能,挖掘长与深各300米,但宽度只有一米的壕沟,然后注入数十万吨的炽红熔铁,熔铁像巨大的刀锋切开地球的岩层,让探测器随着熔流而下,同时“熔铁刀”顶上的岩层冷却封合起来。史蒂文森表示,这个过程可比拟成火山作用,只是过程相反。在这个构想中,向裂缝中注入的铁水至少要灌10万吨,大约相当于今天全世界1小时的铁产量。使用熔铁来做“切刀”,原因是铁便宜又充裕;另外,熔铁不会与富含铁矿的地壳、地幔岩石化合,呈熔化状态是为了减少摩擦阻力。
灌入铁水的同时,科学家会在其中放入一个葡萄柚大小的由特殊材料制成的探测器。探测器随着热的铁水逐渐渗入地球内部,大约1个星期之后能够到达地球外核附近。
这个方案尽管听上去相当美妙,但是仍有一些难以克服的技术障碍。科学家除了要筹集到10万吨铁水和足够的炸药——比如一颗核弹外,还面临着相当大的挑战,比如应该用什么材料(如钻石)制造这样一种耐高温高压的探测器。史蒂文森表示,因为高热,不能使用传统的微电子器材,唯有钻石外壳才堪用。地心探测器将携带各类探头,以测量温度、探测有无其他元素存在以及电磁活动。史蒂文森表示,地底下除开铁之外,是否有硫、硅、氢、氧等元素,目前科学界并不清楚。史蒂文森相信探测地心一样会带来前所未有的知识,或许能解释地球电磁场的产生方式及某些地震、火山的源头。
当然,地心探测计划可能有很大危险,譬如制造出新的火山,或者引发地震,然而这些风险可经由详细研究而减到最低。
一些称赞这种大胆设想的科学家也质疑其可行性。有人提出,主要仰赖重力来打穿地壳、地幔,下沉的过程当中,裂口的四壁会生热、融化,探测过程也许得耗时数千年。其理由是尽管铁水的总重量十分巨大,但在强大地核压力的作用下,裂缝会在铁水流下之后被强大的压力闭合。同时,人类想利用地震波来取得信息或测量出温度等参数,实在难以实现,因为这么一个小小的探测器,怎么能够形成强大的地震波,将有关数据传回地面呢?
毕竟这是一个建立在现代科学和技术基础上的大胆构思,仍可以称为科学设想。
照亮地心的明灯和地心旅行的信使
要实现探测地心的设想,首先要了解从地面到地心的介质状态和结构。这就要先派个“探路者”。这个“探路者”就是地震波。早在我国东汉时期,就有张衡发明的地动仪记录远在数百公里之外的陇西地震。那时人们只能从龙口吐珠的方向得知地震发生地的方向,还不可能得到震动发生时大量的地下结构信息。直到十九世纪末和二十世纪初,能记录地震波的地震仪器,才为英国、德国和俄国的科学家发明并用于观测。
科学家发现,地震时人们感到的震动,是从震源传出的弹性波在地壳中传播的表现,并识别出在这地震波中包含着两种波动:一种是质点震动方向与传播方向一致的纵波,一种是质点震动方向与传播方向垂直的横波。横波传播时,要求传播它的介质改变形状,所以它在气体和液体介质中不能通过,而只能在固体中传播;纵波则没有这种要求,在固体、气体和液体中都能传播。
1897年,德国地球物理学家维歇尔特(Wiechert·JohannEmile,1861-1928)通过理论计算,推测地球只是核心部分为液态,其成分主要是铁,而在这个液态的地核之外,全为岩石质的固体物质所包围,其厚度可达1500公里。他把这部分命名为Mantle。开始有的中国地学家将其译为“地肉”,后来又有人提出应译为地幔。1906年英国地质学家、地震学家奥尔德姆(Oldha·RichardDixon,1858-1938)以地震观测得到的结果,证实了这个推测,但界面所在的深度与维歇尔特相差很大。1913年,时在德国后来移居美国的地球物理学家古登堡(Gutenberg·Beno1889-1960)经过反复研究,确定地核与地幔的分界面在地下2900公里深处。以后的研究未再有大的修改,这个分界面被命名为古登堡面。
1935年,丹麦女地震学家雷曼对地震波中微弱信号做了研究,认为在液态的地核中,还存在着一个固态的内核。1954年,澳大利亚的地震学家布伦对地球密度和弹性系数分布做了研究,进一步证明这个假设的可能。
于是我们得知,地球内部大部分是固体。仅地幔就要占去固体地球体积的82.3%。这样一来,地壳似乎失去了提出时的意义。人们也自然会想到,地壳和地幔既然都是岩石或岩石质的物质,它们之间的界限如何划分呢?
1909年,南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇研究了发生在库尔帕河谷一带的地震记录,发现纵波在地下50公里界面上速度突然增大。进一步的研究得知,这种在地下几十公里深处地震波的变化,是全球性的现象,不过深度不一。陆地下面通常为三、四十公里,海底下面一般不到十公里。此界面显示明显,被命名为莫霍洛维奇面,简称莫霍面。现在一般都以莫霍面作地壳与地幔之间的分界。
莫霍面以上的地壳,是以硅酸盐矿物为主体组合而成的岩石构成的,上层的岩石含铝较多,花岗岩是它们的代表;下层含镁较多,玄武岩是它们的代表。这种化学成分差异,也表现为比重、颜色等物理性质的不同,花岗岩色浅,重量较玄武岩轻;玄武岩色深,中文译为玄武。由于存在差异,地震波在通过时速度也就不同,在从花岗岩层进到玄武岩层时,便会在地震记录上表现出来。1923年,奥地利地震学家康拉德发现了这个界面,科学界将这个界面命名为康拉德面。
莫霍面以下,和地壳紧贴在一起的地幔上部边缘,也是以硅酸盐矿物为主体组合而成的岩石构成的,只是含镁更多了,比重更大,橄榄岩是其代表,它和地壳中的岩石一样坚硬。
再往深处去,是不是也是这种情况呢?分析地震波带来的情报,经过几十年的积累,科学家们确定在地幔上部100公里上下一带,存在着一个地震波传播速度减缓的“低速带”,对此现象的解释是这里的岩石虽仍是是固体,但具有塑性,即可以改变形状而不破裂,这一层被称为“软流层”。
因此,分布在地幔上部边缘一带的岩石,其厚度也有限,现在人们常把它和上面的地壳合起来称为岩石层,也有人将地壳作为岩石层的同义语。软流层的厚度也是有限的,其边界还不那么清晰和确定。软流层里面又是刚硬的岩石。
关于地核尤其是内核的分析探索,近年来得到重要进展。中国学者宋晓东与美国同事合作,利用地核穿透波发现内核相对于外核和整个地球在旋转。其运动速度在地面的投影是板块运动的几十倍。这一结果对于解释地球电磁场成因和变化有重要意义。
科学钻探:联合给地球打洞
地震波可以穿透地心,可以获得地球的精细结构,但是所有有关地球密度、温度、组成的结论都是间接从地震波的波速计算得出的。要获得直接证据,必须从地下采取岩样,也就是说,需要进行科学钻探。同时,通过钻探工程实践,也可以在地面划出“裂缝”将探测器送入地心。
科学钻探始于20世纪60年代美国提出的“深海钻探计划”(DSDP),它与“人类登月计划”被誉为人类在20世纪60年代的两大壮举。1985年1月,美、英、法、德等国拉开了“大洋钻探”(ODP)的序幕。1995年,德国与美国自然科学基金会(NSF)签署了合作备忘录,决定成立ICDP。中国也在1995年经国务院批准后,加入了国际深海钻探计划组织(ICDP)。1996年,中国与美国、德国正式成为ICDP的三个理事国。
中国钻探工程举世瞩目,是目前国际大陆钻探组织资助金额最高的项目之一,也是亚洲第一口科学深钻。钻孔位置的选择在江苏北部东海县毛北镇,因为那里处于世界上规模最大的超高压变质带上。
所谓超高压变质带,是指数亿年前由于地壳运动,原本处于地表的岩层向下俯冲到地幔深处,在高温高压的作用下变质,然后短时间内从地底重回地面。这种特殊岩层的发现,被公认是继板块学说提出以来,地球科学研究领域取得的重大突破性进展之一。我国将用3年时间打出这口5000米深的科研井。
由深部钻探技术和地球物理遥测技术构成的科学钻探工程被誉为“伸入地球内部的望远镜”。大陆科学钻探工程对人类认识自然、探索未知领域方面的重要意义并不逊于载人航天,是当代地球科学具有划时代意义的系统工程。
湖芯是啥?我国首次在西藏高原成功钻取百米湖芯有何意义?
大家可能会问湖芯是啥?湖芯就是是湖泊沉淀物,这些沉积物来自于湖水或者空气,它们通过自然沉降的方式在湖底堆积,可以通过它们所含有的物理、化学和生物指标来考察当时环境和气候,这就是湖芯!此次在青藏高原钻取的百米湖芯是从纳木错湖所得。纳木错湖位于青藏高原的腹心地带,海拔在4700米左右,是第二次青藏科考的重要基地之一。
中科院和第二次青藏科考湖泊团队用已经搭建好的钻探设备,在青藏高原纳木错湖泊水深95米的地方成功钻取湖芯,这次钻取的湖芯有100米长,而且这次的总取芯率高达98%,也是我国第一次在青藏高原深水湖中取得超过百米的湖芯,是我国在深水湖泊样本采集方面取得的重大突破,为研究青藏高原的环境和气候提供了重要研究样本。
中科院青藏高原院研究员、纳木错综合观测站站长王君波表示:他们以纳木错、色林错等深水湖为基础,在这个基础上展开了大量的研究和调查,取得了许多珍贵的一手资料。这次钻取湖芯的采样平台、稳定系统和钻探系统全部是由我国科研人员自主设计研制,对我国在湖泊探索设备上取得重大突破和自主权。
据估计,这次钻取的湖芯可以追溯到青藏高原15万年前的环境情况,这长久以来的环境气候变化是非常具有研究价值的,通过研究过去的气候变化情况,可以总结和推测未来的气候变化情况。这次成功钻取湖芯提高了我国湖泊的钻探和研究水平,也对ICDP钻研提高了可靠的科学依据,以及技术保障。ICDP是指我国和英美等国共同申请的纳木错大陆钻研计划。