中美日,谁将率先打开“地心之门”? | |
www.wforum.com | 2024-02-26 15:04:56 正解局 | 0条评论 | 查看/发表评论 | |
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墙内自媒体正解局文章:去年12月,中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。 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,中国要搞这样的研究,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。 海底扩张学说中描述的海底运动 中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,中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,中国大洋钻探的科研之路可能被迫中断。 这就是中国自主制造“梦想”号的大背景。 别看就这一艘船,她能让中国从大洋钻探的参与者,一举成为主导者。 未来,中国将通过“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,提升中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”。 中国走的是“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)由中国自主研制,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”号扛起中国大洋钻探的大旗,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。 |
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