【导(dǎo)语(yǔ)】2025年(nián)1月(yuè),在(zài)双(shuāng)十(shí)发(fā)布(bù)会(huì)现(xiàn)场(chǎng),我(wǒ)国(guó)首(shǒu)艘(sōu)大(dà)洋(yáng)钻(zuān)探(tàn)船(chuán)“梦(mèng)想(xiǎng)号(hào)”的(de)主要(yào)负(fù)责(zé)人(rén)周(zhōu)昶(chǎng)详(xiáng)细(xì)介(jiè)绍(shào)了(le)这(zhè)艘(sōu)科(kē)研(yán)重器的多功能性与创新实力。从深海能源勘探到地壳地幔科学研究,再到全球海洋信息的全面采集,“梦想号”承载着探索未知、揭秘自然的重任。本文将带您深入了解“梦想号”的各(gè)项(xiàng)功(gōng)能(néng)、面(miàn)临(lín)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)、所(suǒ)使(shǐ)用(yòng)的(de)先(xiān)进(jìn)技(jì)术(shù),以(yǐ)及(jí)它(tā)即(jí)将(jiāng)执(zhí)行(xíng)的(de)南(nán)海(hǎi)钻(zuān)探(tàn)任(rèn)务(wu)等(děng)精(jīng)彩(cǎi)内(nèi)容(róng)。
2025年(nián)1月(yuè),“梦(mèng)想(xiǎng)”号(hào)指(zhǐ)挥(huī)部(bù)主要(yào)负(fù)责(zé)人(rén)周(zhōu)昶(chǎng)来(lái)到(dào)双(shuāng)十(shí)发(fā)布(bù)会(huì)现场,让我们一起了解我国首艘大洋钻探船“梦想号”都能用来做什么?
1.梦想号大洋钻探船都有哪些功能?
大洋钻探船总的来说,我们具体来说它三项功能。
第一项功能就是围绕着能源。大家都知道石油,海上石油从哪出来的?要通过这条船打(dǎ)下(xià)去,打下去以后把深部的石油,现在目前渤海湾等等它是浅部的,咱们自升式平台,在深部石油,所以这条船勘探的深度,在深部石油勘探它可以达到2500米,就2500米,就海底以下2500米,包括海面,从海面到海底2500米的能源,也就是油气资源,就是化石能源,基本上都能够实现这条船,这是从一个方面。
第二方面咱们所说的大洋科创,也就是说这条船是全球(qiú)科(kē)学(xué)家(jiā)非常瞩目,瞩目在哪呢?瞩目在第二个功能上,就它可以达到11000米,11000米指的是什么呢?就说是要达到地壳和地幔的结合部,可能大家都知道鸡蛋,我们一般的鸡蛋,地壳就是鸡蛋表壳,硬壳,是吧?地幔是蛋清,地核就是蛋黄,但是壳和清之间是不是有个膜,那个膜就叫莫霍面,也就(jiù)地(de)壳(ké)和(hé)地幔的结合部,这条船的使命就要达到11000米,11000米的设定,从地球物理地震这块来反射,它只有一个单向波,说明在这一块存在这么一个硬质体,到底是硬的软的,因为没见到,所以要揭示机密,所以这是它第二个功能。
第三个功能就是这条船,它要把全球不同水域的海水等等的生物,所有的一些海洋里相关的信息,海洋的信息,海体的,就是水体的信息,和整个水下11000米所有信息要采集上来,让大家知道咱们的海洋生物怎么出来的,要让大家知道地震是怎么发生的,同时也让大家知道呢,一系列,你比如说咱们说的板块,中国现在目前在欧亚板块,会不会板块运动以后,咱们跑到美洲板块,这种都有可能,但往哪块运动,都要把它信息采集出来才能分析出来。
大家知道地壳这一块吗?在陆地面的时候,大家平均的深度大概是二三十公里,苏联曾经在科拉半岛打了(科拉超(chāo)深(shēn)钻(zuān)孔(kǒng)),是(shì)12.25公(gōng)里(lǐ),也(yě)就(jiù)是(shì)12200多(duō)米(mǐ),但(dàn)是(shì)没(méi)再(zài)打(dǎ)下(xià)去(qù),当(dāng)然(rán)海(hǎi)洋(yáng)它(tā)比(bǐ)较(jiào)薄(báo),地(de)壳(ké)最(zuì)薄(báo)的(de)地(de)方(fāng)在(zài)海(hǎi)洋(yáng),所(suǒ)以(yǐ)全球(qiú)科(kē)学(xué)家(jiā)就(jiù)集中(zhōng),是(shì)不(bù)是(shì)在(zài)海(hǎi)上(shàng)进(jìn)行(xíng)突(tū)破(pò),好(hǎo)像(xiàng)海(hǎi)上(shàng)咱们测算下来,基本上在1万米左右是能够击穿地壳,你看喜马拉雅山多高,8000多米是吧,海拔8000多,到海平面高出8000多,但是像咱们今天在南京可能海拔就几十米,所以它平均深度的(de)话(huà),你(nǐ)刚(gāng)说(shuō)的(de)海(hǎi)潮(cháo),海(hǎi)潮(cháo)实(shí)际上最接近于地幔的,为什么它不断的发生火山呢?冰岛大家都知道,说是地幔最容易出来是在冰岛这块,就是北极这一块,它就是最(zuì)薄(báo)的(de)地(de)方(fāng),但(dàn)是(shì)马里亚纳海沟,它不能证明它是到了地幔和地壳这块,它可能是岩石在那块地壳发生变化的时候,形成了一个沟壑碰撞,我刚刚就说喜马拉雅山,这是欧亚板块碰撞所产生出来的,所以它要凸起来。
2.海洋钻探与陆上钻探相比,面临着怎样不同的难题?
它跟陆地的区别就是水体,就是海洋,咱们到海洋上大家都能看到,很高的浪,是吧,甚至海啸这都会发生,陆地不可能的,对吧,涌浪,这是一个最大的,涌浪,它包括台风这些东西,因为这条船能抗16级强风的,也就是说在6.5米,这海浪有6.5米的高度,就接近于海啸,还依然能在原位上定着,这是它的能力,是吧,否则你要拔着脚跑(pǎo),对(duì)吧(ba),所(suǒ)以(yǐ)这(zhè)条(tiáo)船(chuán)的(de)能(néng)力(lì)对(duì)它(tā)要(yào)求(qiú)就(jiù)非(fēi)常(cháng)高(gāo)。
首(shǒu)先(xiān)对(duì)它(tā),第(dì)二(èr)个(gè)钻(zuān)探(tàn)的(de)过(guò)程(chéng)中(zhōng),再(zài)往(wǎng)下(xià)钻(zuān)的(de)过(guò)程(chéng)中(zhōng)温(wēn)度(dù),压(yā)力(lì),钻(zuān)探(tàn)它(tā)整(zhěng)个(gè)实(shí)际(jì)上(shàng)是(shì),钻(zuān)机(jī)是(shì)个(gè)硬东西,泥浆相当于它的反流就等于降温,取一些岩屑都要靠泥浆来实现,而泥浆温度到海底的时候基本在两百三四十度,海底,这时候你想,所以对(duì)泥(ní)浆(jiāng)液(yè)就(jiù)我(wǒ)们(men)说的钻探液,液体的都要做一些相关的研究,这些工作现在有些东西还在研究过程中。
在陆地上呢,它的面积,我要往深部打的时候,面积我可以自由发挥一下,当然现在都土地节省这一块,节约用地,但是它可以无限地扩展,而海上它只能靠船,所以它就要求什么呢?把陆地的所有人工作业的内容,尽可能把它变成自动化的水平,提高它的自动化能力。
真正的海上钻探是从陆地上移到海上的,但是现在海上钻探因为它智能化水平高,自动化水平高,现在又开始反哺陆地,你看这么个作业面上,它是在开钻前先做一些前期的工作,对当地,当时要开钻的地方水的情况,流体情况,温度情况等等,温压岩差这些情况都要进行,首先在海底要(探测),包括ADCP这些探测仪器,它先做一个(gè)(探(tàn)测(cè)),也就是说咱们开钻的环境先做一个基本的情况,第二个,它要通过地球物理那套办法,对整个各个岩层做个初步的了解,但这个岩层只是说是一个数据的岩层,不是真正的,所以这一块有这些前期资料以后再定井位,这样它下去的科学意义就能出来,我要把所有的信息采集最全是最好的,科学钻探,就是把各个方面都能采集到,所以在这块定下去以后,要按照定点点位打下去,获取所有的从水体一直到地下,就是海底以下的所有信息,在11000米的所有信息都采集上来。
3.梦想号钻探船为了全面采集信息,都使用了哪些传感器?
传感器是指哪方面传感器?它全船的有对风浪的传感器,电的传感器,包括人类,在钻头上,当然我们叫随钻测井,它靠的就是一些地球物理数据,传感器来判断相关的数据,我们船有2万多个监测点,也就说有2万多个传感器,它是连到一起,你说光电传感器,像你们这个光电传感器,就是说光线变化,它不断在调整,这就是传感器,传感器它不是说来调的,它是感受到光的强弱,强弱传感器以后,你的相机光圈就会放大放小,投下去当然它有通过钻杆里头,钻杆里头还有钻芯下去,在不同地方它如果需要,它是实际上有相当于一个,怎么说呢,就相当于你们一个相机,我们一般把它叫遥感了,通过遥感的方(fāng)式(shì)就是相机来看它现状,看它不同的情况,我们叫随钻测井,就随钻杆一起下去,它需要什么数据它采集什么数据。
4.梦想号想触及这么深的海里,只需要把钻头放下去就可以了吗?
你谈这个就比较复杂了,实际上真正来说它的钻杆,钻(zuān)头(tóu)下(xià)去(qù),但是它在下去的过程中ROV要跟着下去的,它要扶正,要不然钻杆在底下,你想海底的涌浪它就会把它掰断了,所以它有个扶正在下的过程中,所以ROV下去以后,它整个过程中ROV也跟着过去,但是刚刚又谈了,就说前期它只能看到洋壳的表层,它下不去,但是梦想号可以打下去,走下去,可以到地球深部去,还有陆地,它主要是作用在岩石圈里头。
5.钻探船每次的出海任务使用的设备是一样的吗?
是不一样的,这就是多功能模块化的概念。
就是刚刚说的,你看我们今年是要做新能源,可能明年我要大洋科学钻探,是吧,新能源大家都知道跟打油气是一样,要带隔水管,隔水管9000多(duō)吨(dūn),背(bèi)起(qǐ)来(lái)多(duō)费(fèi)油(yóu)多(duō)耗(hào)油(yóu),是(shì)吧(ba),我(wǒ)要(yào)打(dǎ)大(dà)洋(yáng)钻(zuān)探(tàn)不(bù)用(yòng)隔(gé)水(shuǐ)管(guǎn),我(wǒ)就(jiù)把(bǎ)隔(gé)水(shuǐ)管(guǎn)卸(xiè)掉(diào),我给你举个简单例子,多功能就说的是这个,以后假如说是不做钻探,把它拿掉以后,我们(men)还(hái)有(yǒu)1300平米的甲板,做什么呢?所有的科学仪器全部会上去,再做相关领域的一些科研工作。
因为咱们这条船全球公认的,全球应该说是算能力最强的,我刚刚说它4个能力最强,这是大家都公认的,第一个钻探能力最强,刚才已经谈了11000米,是吧,全球现在没有哪条船说我能打11000米,这条船是通过科学数据测算,和我们一系列的测试出来的,11000米没问题。
第二个实验室实验功能最全,刚说的从水体到海底到11000米所有信息,怎么采集上来?要通过实验室把它分析出来,就采集上的实物样品,把它分析出来一个科学数据,这是实验功能最全。
信息化能力最强,为什么要抓信息化能力最强?首先它这个船的自动化,就回答你另外一个问题,就它为什么稳得住?它是靠整个的涌浪的各个方面的一个判断,不同的海况的变化,它不断的调整船的姿态,使它能稳得住,这是信息化的一个能力,风浪的传感器等等,通过传感完了以后,以后,它底下的全回转的螺旋桨会不断的去调,我们叫DP定位(动力定位),就叫DP-3定位,实际定位是什么呢?就是一套控制软件,要把几个螺旋桨,照着不同的方向在不断的微调,来根据海浪的变化情况随时在调整,这样这个船就保持了平衡,就是我首先把它定住,各个方面我不能让它变,靠螺旋桨来变,对吧,第二个,上下我是靠补偿(波浪补偿),这条船的补偿能力很强的,这条船的补偿能力能达到十几米,我们官方的一般公布就10多米,不愿意多说,实际上这条船可以达到20米,也就是20米的浪,它还依然保持这块上下是平稳的,就主动补偿和被动补偿,这是科学的一个说法,但是你们就知道在这个位置上我不能让它动,是靠补偿的,油缸补偿,你船是可以上下,但是我钻台面,我钻杆是要维持不动的,这要靠补偿的。
6.梦想号入列后的第一次出海任务将会是什么?
下一步梦想号呢,我们过了春节以后,可能大家就能看到梦想号开始出去作业了,作业的第一站今天给你透露一下,在南海,南海就围绕着新的一个资源的勘察,今天咱们说是双十,刚刚在那谈的时候我也说了,明年年末的时候,可能一个重大的成果就会出来,梦想号因为它这个能力比较强的话,它每一次出航,都会带来一个重大的科学创新成果,所以明年的主要任务是围绕着南海的能源,也叫清洁能源也罢,叫什么能源也罢,是围绕能源,这个成果我给你简单透露一下,到时候看看最后可能要让我们审一下。
7.梦想号也会跟海马号一样去开采可燃冰吗?
不,海马号它是这样的,海马号是找冷泉,你知道吗?它是可燃冰海底表层的一个,就是海底地壳的一个反应,它是找这个点子用的,你知道吗?以后靠它去取底下的可燃冰是不可能的,它要靠钻探才把它取上来,真要装可燃冰就要靠这条船,把可燃冰,使可燃冰能被人类所应用,现在只是发现到应用还是个过程,这一次是我们第三轮试采,如果要拿到的话那是不一样的,现在方案都已经准备好了,过了年就开赴南海。
8.梦想号钻探船出海完成一次任务大概要多久?
这就看任务了,你假如说咱们要打11000米,是吧,这条船我们所说的自持力和它的油料,当然油可以后期再往上补,它主要靠油来发电,是吧,你再把船隔过去,还有一个就是什么?还有一个海况的变化,是吧,海况就真正的,除了大的海啸等等这东西,该避让还得避让,所以这条船拔了还得走,但就按这个效率来看,真要打到11000米,最起码三年以上,但是在这三年的每一个进度,每一寸都是一个成果,因为它都在现在目前人的认知上,更加的迈深一步,实际上它揭秘了很多的自然现象,一些自然现象,咱们现在通过现象去看它,本质上东西咱生活在地球上,对地球要认知,它每一步都是对地球的认知跨伸了一步。
本文为·创作培育计划扶持作品
作者:周昶
审核:罗玖田 北部湾大学教授级高级工程师
出品:中国科协科普部
监制:中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

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