我們腳踩的這片土地深處究竟是什么？地球深處到底藏著怎樣的奧秘？

想要探究這些問題，最直接、最有效和最可靠的方法是向地球縱深打一口科學(xué)鉆探井，將人類的“視距”向地球內(nèi)部延伸數(shù)千米甚至上萬米，一探究竟。

而萬米大陸科學(xué)鉆機(jī)“地殼一號”，就是這樣一臺“看向”地球深處的“大國重器”。這臺超強(qiáng)鉆機(jī)不斷探索的背后，究竟經(jīng)歷了怎樣的艱辛歷程，又實(shí)現(xiàn)了怎樣的技術(shù)突破？

下面，我們就來聽聽“地殼一號”研發(fā)總負(fù)責(zé)人孫友宏講一講中國人挺進(jìn)地球深處的故事吧！

為什么“入地”這么難？

上天不易，入地更難。相比于38萬千米外的月壤樣本，地球內(nèi)部千米深處的堅(jiān)硬巖石仿佛近在咫尺，卻又遙不可及。

早在20世紀(jì)五十年代，地質(zhì)學(xué)家們就夢想打一口超深鉆井，一直鉆穿地球殼幔邊界的“莫霍面”，但是這個(gè)夢想到現(xiàn)在都沒有實(shí)現(xiàn)。

鉆地過程中，堅(jiān)硬的巖石、巨大的壓力、高溫的環(huán)境……每一個(gè)難題都考驗(yàn)著人類的智慧和勇氣。隨著鉆頭一寸寸突破地層，鉆探難度必然會成倍增加。孫友宏說，“地溫梯度每往下100米，溫度增加3度，達(dá)到1萬米的時(shí)候，那就要達(dá)到300度的溫度。我們預(yù)測地核溫度是將近5000度。你想什么UW2uQeZhrY4g9wc+76Ye2Q==物體能經(jīng)得起5000度？”

為了向地球深部進(jìn)軍，真正要實(shí)施深達(dá)萬米的科學(xué)鉆探，難度不亞于制造一艘小型航空母艦。

“地殼一號”打穿了白堊紀(jì)

從2004年開始研發(fā)“地殼一號”，到2013年研制成功并通過驗(yàn)收，十年間，孫友宏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過反復(fù)研究和實(shí)驗(yàn)，針對地球深部的高溫、高壓和高地應(yīng)力等極端條件，科研團(tuán)隊(duì)攻克了“鉆井過程中鉆具的重量”“萬米地下鉆頭的精準(zhǔn)控壓”“整套系統(tǒng)的動力傳輸”等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題。

2014年，在松遼平原上的大慶油田松科２號井場，“地殼一號”正式開鉆，此后，孫友宏一待就是將近五年。隨著“地殼一號”萬米鉆機(jī)連續(xù)獲取地下巖心樣品，地質(zhì)人員不僅在松遼盆地發(fā)現(xiàn)了金礦、銀礦、鐵礦等平時(shí)我們所熟知的金屬，還發(fā)現(xiàn)了新的能源——天然氫氣。更重要的是，他們成功打穿了白堊紀(jì)盆地，將7000萬至8000萬年前的地層信息完整地呈現(xiàn)在世人面前。

“我希望能打一口世界上最深的超深鉆”

大學(xué)期間，孫友宏曾被一位外國教授的南極探險(xiǎn)故事深深吸引。那位教授帶領(lǐng)的冰下科學(xué)鉆探項(xiàng)目，成功打穿了3700多米的南極冰蓋，創(chuàng)造了鉆探領(lǐng)域第二個(gè)吉尼斯世界紀(jì)錄。孫友宏期待，“如果中國人有一天也在鉆探領(lǐng)域創(chuàng)造這樣一個(gè)吉尼斯世界紀(jì)錄，那多好?！?/p>

2024年2月，我國開展南極麒麟冰下湖科學(xué)鉆探工程選址工作，孫友宏便是第四十次中國南極科學(xué)考察隊(duì)其中一員。這是他第一次到訪南極，雖然之前聽學(xué)生講述過南極環(huán)境的惡劣，但當(dāng)?shù)氐牡蜏?、大風(fēng)、缺氧環(huán)境，“親自經(jīng)歷了一下，確實(shí)是很艱難?！?/p>

在南極，孫友宏帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了冰下基巖鉆探項(xiàng)目的野外試驗(yàn)，他們用自主研發(fā)的冰下基巖鉆探裝備“完整地取出了地下巖心”，項(xiàng)目完成得很好。

下一步，孫友宏團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研發(fā)新的鉆探裝備，“把這個(gè)3600米的冰蓋打穿，要把下面的湖水沒有污染地取出來，所以對我們來說這也是一個(gè)挑戰(zhàn)。”

“地殼一號”從設(shè)計(jì)到研制成功已經(jīng)過去10多年了。孫友宏還有一個(gè)夢想，就是希望在不久的將來，中國人能在鉆探領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先，能打一口世界上最深的超深鉆，更好地研究地球、保護(hù)地球，更好地建設(shè)人類共同的家園。