科学钻探——深入地球内部的望远镜 当前位置> 首页 > 北地印象

地球具有5.1×108平方千米的表面积和1.08×1012立方千米的体积,从数量级的直观对比,不难推断出地球内部蕴含着远超过地球表面的地学信息。随着科技发展,地学界已不满足于奔走在地球之上的“表面功夫”,他们还需要一台深入地球内部的望远镜,这就是科学钻探。
      科学钻探可以打破岩石圈的重重阻隔,深入地壳数千米甚至上万米对地球内部一窥究竟,是探测地球内部最直接、最有效、最可靠的方法,可谓地学研究中具有划时代意义的入地工程。通过获取地球内部的“第一手资料”,科学钻探能够帮助我们校验地球物理探测结果,研究地球内部构造、资源状况、地震与火山灾害、气候演变、生命演化等一系列与人类生存发展息息相关的重大科学问题。
      科学钻探起源于上个世纪六十年代美国人提出的钻取上地幔样品计划和深海钻探计划。1996年,由德、美、中发起的“国际大陆科学钻探计划(ICDP)”正式启动,开创了科学钻探的新纪元。我国于2001年在东海县实施第一口大陆科学深钻,采集了深达5158米的珍贵岩心和气、流体样本,在该领域取得了重大突破。此后,我国在“向地球深部进军”的征程上捷报频传。
      今年5月,由我校王成善院士发起并担任首席科学家的松辽盆地国际大陆科学钻探工程(松科二井)正式完井。钻井深达7018米,不仅是亚洲国家和国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深科学钻井,而且是全球首个钻穿白垩纪地层的科学钻井。该工程攻克了超高温钻探和大口径取芯等关键技术难题,岩芯采取率超过96%,单回次取芯最长达40米,获取了415万组24TB的深部实验数据,取得了地质科技四项重大突破与进展,被国际大陆科学钻探计划(ICDP)誉为“灯塔”工程。我校还主持了该工程的地质研究和测井子工程任务。
      依托我校工程技术学院建设的我国第一个面向科学钻探领域的地质超深钻探技术国家专业实验室,在井下动力工具、高温钻井液等方面也为松科二井工程的成功实施作出了积极贡献。该实验室紧密结合我校“地质资源与地质工程”国家一级重点学科建设,形成了深部地质钻探基础理论研究和深部地质钻探智能控制理论与技术研究两个研究方向,为深部资源勘探、科学钻探工程、地球深部探测计划提供了理论与技术支撑。
      未来,我校将继续聚焦国家重大战略需求,积极响应 “向地球深部进军”的号召,将发展科学钻探与推进“双一流”建设精准对接,重点开展深部地质钻探设计方法与智能控制理论、深部地质钻探技术的研究与攻关,力争取得创新性成果,为带动相关学科协同发展,不断提高深地研究水平注入强劲动力。
      上天、下海、入地一直是人类渴望揭秘自然、拓展认知边界的梦想。在上天、下海领域人类都已取得了不凡的成就,而在入地领域,地球坚韧厚重的“铠甲”为人类的“深度参与”带来了诸多挑战。这样的挑战正等待着人类,特别是地球科学工作者坚持不懈的钻研与探索。