1%的可能也拼100% 中國南極考察隊(duì)這樣鉆出了“中國深度”

來源：央視新聞客戶端

記者今天從中國第42次南極考察隊(duì)了解到，考察期間，冰下湖隊(duì)在東南極麒麟冰下湖區(qū)域，成功完成我國首次南極冰層熱水鉆探試驗(yàn)，鉆深超過3400米，突破了國際極地?zé)崴@探2540米的最深紀(jì)錄，標(biāo)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。

我國突破極地冰層熱水鉆探最深紀(jì)錄

本次南極考察期間，由28名隊(duì)員組成的冰下湖隊(duì)，在距離中山站640公里的南極內(nèi)陸，成功鉆穿了麒麟冰下湖上覆冰蓋，鉆探深度達(dá)到3413米，刷新了極地冰層熱水鉆探的世界紀(jì)錄。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)長 郭井學(xué)：此前，是美國等西方國家，他們開展了熱水鉆探，之前最深紀(jì)錄是2500米左右。這次我們國家第一次開展這個項(xiàng)目，到了3400多米，這是一個非常大的突破，是目前國際上最深的鉆探紀(jì)錄。

這張現(xiàn)場照片，記錄了鉆深超過2500米后，每增加100米達(dá)到的深度和對應(yīng)的時間。這些信息現(xiàn)場打印在紙上，貼在鉆探控制艙的墻上，一直到打穿整個冰層。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 宮達(dá)：超過世界紀(jì)錄的時候很激動。后面每增加100米，對于我們來說，我們中國人正在創(chuàng)造自己的歷史。

本次成功鉆探，實(shí)現(xiàn)了極地大深度熱水鉆探的高效、穩(wěn)定、清潔鉆進(jìn)，填補(bǔ)了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)空白。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)長 郭井學(xué)：就是我們的熱水鉆系統(tǒng)，通過實(shí)踐證明，它適應(yīng)了極地這種惡劣環(huán)境下的工作。我覺得是一個非常非常大的一個創(chuàng)新，能夠?yàn)楹罄m(xù)的科學(xué)研究提供一個技術(shù)保障和技術(shù)支撐。

低溫 暴風(fēng)雪 考察隊(duì)員經(jīng)受重重考驗(yàn)

南極內(nèi)陸環(huán)境惡劣，低溫、暴風(fēng)雪、高海拔，給考察作業(yè)帶來許多困難。對于第一次去南極內(nèi)陸的隊(duì)員來說，更是一場全新的挑戰(zhàn)。如何克服困難，實(shí)現(xiàn)鉆探試驗(yàn)順利進(jìn)行，隊(duì)員們也想了很多的辦法。

姜蘇，是冰下湖隊(duì)28名隊(duì)員中，唯一的一名女隊(duì)員。回想在冰下湖鉆探現(xiàn)場的經(jīng)歷，她最大的感受就是“冷”。

與中山站不同，南極內(nèi)陸的氣溫更低，即便是在夏季，最高氣溫也只有零下20℃，尤其是到了2月份，溫度下降得更低。

如何在這樣的惡劣環(huán)境下保障順利開展鉆探？隊(duì)員們也嘗試了各種方法。

照片上這個類似大棚的設(shè)施，就是隊(duì)員們在南極現(xiàn)場搭建的一個簡易的鉆具調(diào)試間。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 宮達(dá)：相當(dāng)于把東北大棚的這個技術(shù)移到南極。紅色的折線是帳篷內(nèi)部的溫度，藍(lán)色的折線是外部空氣的溫度。可以從數(shù)據(jù)上看到，這個溫差還是挺大的。而且這個溫差，還是沒有人為供暖的情況下，通過南極的太陽輻照，直接使內(nèi)部升溫。這也是一個綠色環(huán)保和低碳的加熱方法。

除了要應(yīng)對低溫外，易發(fā)多發(fā)的暴風(fēng)雪天氣，很容易將營地和設(shè)備掩埋。在距離營地200多米遠(yuǎn)的上風(fēng)向位置，機(jī)械師用雪地車推出了兩條長100多米、高約1.5米的雪壩。

靠著這種不畏嚴(yán)寒、積極進(jìn)取的干勁，在充滿各種不確定性的南極內(nèi)陸，冰下湖隊(duì)成功完成了大深度的冰下湖鉆探任務(wù)。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)長 郭井學(xué)：開鉆之前沒敢設(shè)想要打到3000多米。但是我們這支隊(duì)伍心里都憋著這口氣。如果有1%的可能，我們肯定就做100%的努力。

國產(chǎn)裝備現(xiàn)場應(yīng)用 保障鉆探既“直”又“凈”

整個冰下湖鉆探任務(wù)，需要運(yùn)輸?shù)奈镔Y總量超過400噸，其中大部分都是鉆探裝備。這些國產(chǎn)裝備，都是首次應(yīng)用在南極的現(xiàn)場。相較于傳統(tǒng)機(jī)械冰鉆，熱水鉆探穿透能力強(qiáng)、鉆進(jìn)效率高、對冰體擾動小，易于實(shí)現(xiàn)大口徑與潔凈作業(yè)。我國的這套熱水鉆探系統(tǒng)有什么特別之處？

這套鉆探系統(tǒng)最關(guān)鍵的，就是進(jìn)行清潔、高效地?zé)崴@進(jìn)。熱水鉆，顧名思義，就是通過高壓泵將加熱后的水，通過軟管輸送給鉆具，再由鉆具噴嘴噴出，向下融冰鉆穿冰層。

那么，鉆探用的水是從哪里來的？

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 張楠：剛開始鉆進(jìn)的時候，我們需要在地表取雪，用電加熱的方式先把它化成一部分水。這部分水首先要滿足保證鉆進(jìn)用的軟管里邊要填滿水，才能夠把水輸送下去，大概5個立方米。

張楠告訴記者，這些水可以加熱到八九十?dāng)z氏度。隨著鉆具向下鉆進(jìn)，鉆孔里融化的冰水，會被回水軟管抽回到地表，加熱后再注入鉆進(jìn)軟管，形成一個循環(huán)。而在向下鉆進(jìn)的過程中，由于低溫的影響，上方的鉆孔也容易發(fā)生凍結(jié)。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 張楠：每隔幾百米或者1千米鉆進(jìn)深度，就要上提鉆具來對這個鉆孔進(jìn)行擴(kuò)孔，保證鉆孔的直徑可以有效地下放取樣器，以及保護(hù)我們的鉆不會被卡在孔里。

另外，為了保障鉆進(jìn)的精準(zhǔn)度，隊(duì)員在鉆頭上布放了多個傳感器，通過內(nèi)嵌電纜，將傳感器的信號回傳到鉆探控制艙。隊(duì)員可以隨時監(jiān)看鉆探的深度、速度和鉆孔直徑等重要鉆進(jìn)信息。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 李冰：井下參數(shù)隨鉆測量，通過這個技術(shù)能夠把我們井下鉆具的一些姿態(tài)，包括井下的溫度、壓力數(shù)據(jù)能傳導(dǎo)上來。這樣的話能指導(dǎo)我們下一步鉆進(jìn)，確保我們鉆得直。

不僅要鉆得直，還得鉆干凈。就是不能讓外源性的污染物進(jìn)入冰下湖，影響采集水體的質(zhì)量。首先在地表循環(huán)水和鉆進(jìn)用水間，通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了物理隔離。此外，在鉆孔內(nèi)也有特別的設(shè)計。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 李冰：我們主要是采用這種模塊化的過濾系統(tǒng)以及UV（紫外線消殺） 的處理系統(tǒng)。通過這些系統(tǒng)來確保進(jìn)入鉆孔里的東西都是干凈的。

探秘麒麟冰下湖 我國首次實(shí)施冰下湖鉆探

現(xiàn)在，南極冰下環(huán)境的研究，越來越受到各國科學(xué)家的重視。此次我國首次實(shí)施的冰下湖鉆探項(xiàng)目，是在由我國命名的麒麟冰下湖上覆冰蓋實(shí)施的。什么是冰下湖？對冰下湖進(jìn)行鉆探采樣，會帶來哪些研究成果？

據(jù)介紹，冰下湖就是被南極冰層完全覆蓋、掩埋在冰蓋之下的湖泊。目前，南極已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的冰下湖約700個，而在此之前，被成功鉆探取樣的冰下湖只有三個。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 姜蘇：冰下湖具有極端的環(huán)境條件，高壓、低溫、黑暗，還有營養(yǎng)物質(zhì)特別有限，所以受到世界上科學(xué)家的普遍關(guān)注。

姜蘇介紹說，由于冰下湖的環(huán)境相對穩(wěn)定，是開展冰下生命探測的理想?yún)^(qū)域。2015年，“雪鷹601”固定翼飛機(jī)入列我國南極考察，通過搭載航空冰雷達(dá)、航空重力儀、航空磁力儀等高精度觀測設(shè)備，我國極地工作者在伊麗莎白公主地獲取大量數(shù)據(jù)，最終確認(rèn)了冰下湖的存在，并且將其命名為“麒麟冰下湖”。

中國第42次南極考察隊(duì)冰下湖隊(duì)隊(duì)員 姜蘇：麒麟冰下湖的埋深超過3000米。根據(jù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)，估算這個冰下湖可能是形成于300萬年前。所以對麒麟冰下湖開展鉆探，希望能夠找到極端環(huán)境下非常獨(dú)特的微生物物種，這也是一個重大發(fā)現(xiàn)。

另外，冰下湖的沉積物，更是微生物富集的區(qū)域，通過對沉積物取樣和研究，可以為未來研究極端環(huán)境下的生命存在形式和全球氣候演化提供支撐。

（總臺央視記者 翟壯 叢威娜 王善濤 陳晰）