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記者4月7日從自然資源部獲悉，中國第42次南極考察隊成功完成我國首次南極冰層熱水鉆探試驗，鉆深達3413米，突破了國際極地熱水鉆探的2540米的最深紀錄。 鉆探試驗位于南極哪里？ 中國第42次南極考察“冰下湖”隊隊長、中國極地研究中心（中國極地研究所）正高級工程師郭井學介紹，考察隊于今年2月5日在我國自主命名的麒麟冰下湖區(qū)域成功完成這次鉆探試驗。 麒麟冰下湖位于東南極內(nèi)陸冰蓋伊麗莎白公主地區(qū)域，深埋在超3000米厚冰蓋下方，距離中國南極泰山站約120千米。2022年，中國正式將這個形似“麒麟靜臥”的冰下湖命名為“麒麟冰下湖”，并被南極研究科學委員會收錄。 為何要向冰蓋深處鉆探？ 郭井學說，在科研價值方面，南極冰下湖長期被封存于高壓、低溫、黑暗、低營養(yǎng)的極端環(huán)境中。鉆探冰下湖，是研究地球古環(huán)境變化、預測地球氣候變化、探索生命邊界、拓展人類認知的國際前沿科學研究。 中國第42次南極考察“冰下湖”隊隊員、吉林大學教授張楠說，在工程技術(shù)方面，此次現(xiàn)場試驗，主要目標為開展大深度冰蓋熱水鉆探系統(tǒng)南極應用示范，通過鉆穿麒麟冰下湖上方的冰蓋，為后續(xù)開展冰下湖原位觀測、水體和湖底樣品采集提供無污染通道和關(guān)鍵技術(shù)支撐。 鉆穿3413米冰蓋，不僅考驗著多學科交叉技術(shù)支撐，也考驗著強大綜合保障能力。 據(jù)悉，現(xiàn)場試驗經(jīng)歷海冰和內(nèi)陸物資運輸、設(shè)備組裝調(diào)試、熱水鉆探作業(yè)、過程污染監(jiān)測等多環(huán)節(jié)攻堅作業(yè)，最終成功鉆穿麒麟冰下湖上覆冰蓋。本次極地熱水鉆探試驗的成功標志著我國具備了在90％以上的南極冰蓋和全部北極冰蓋開展鉆探研究的能力。 什么是熱水鉆？突破了哪些關(guān)鍵技術(shù)？ 《鉆探工程》雜志發(fā)布的論文顯示，熱水鉆是一種非機械、靠高溫高壓熱水融冰的鉆探技術(shù)，速度快，千米級冰層最快一天就能打通；深度大，極地鉆探可超3000米。因為是用水作介質(zhì)，無鉆井液污染冰下湖或海洋。 中國第42次南極考察“冰下湖”隊隊員、中國地質(zhì)大學（北京）教授李冰表示，相較于傳統(tǒng)機械冰鉆，熱水鉆探穿透能力強、鉆進效率高、易于實現(xiàn)大口徑與潔凈作業(yè)，能夠高效抵達冰下湖、冰架底部、冰下基巖等關(guān)鍵界面，是國際社會研究極地冰蓋與冰架深部環(huán)境的主流技術(shù)。 “成功利用熱水鉆探不僅填補了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)空白，更是‘綠色考察’‘環(huán)保技術(shù)’等中國理念和中國制造在南極的又一次典型實踐。”張楠說。 此次試驗應用的熱水鉆探系統(tǒng)適應南極內(nèi)陸極低溫、高海拔、強干擾等極端環(huán)境和復雜工況。針對超3000米厚冰蓋，集成多項適應極地現(xiàn)場、滿足高精度快速清潔鉆探需求的裝備，突破了極地熱水鉆耐低溫、外源污染物控制、大深度軟管和絞車高精度控制等關(guān)鍵核心技術(shù)。 中國第42次南極考察“冰下湖”隊由來自全國9家科研機構(gòu)及高校的28名隊員組成。為保障這一重點任務(wù)的順利實施，中國第42次南極考察隊克服了大型物資登陸、內(nèi)陸冰蓋長距離運輸、極端環(huán)境下大型鉆探裝備現(xiàn)場組裝調(diào)試等多重后勤與工程挑戰(zhàn)。 |
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