环境

决心号钻探船正在工作。一眼望去,它那高耸的钻井架分外显眼,这和一般的科考船迥然不同。

技术组在对岩心进行标定和分段

浅海泥岩
南海,因其具有的诸多科学特性,是当前国际地球科学领域的研究热点区域。南海有多大年纪了?沧海桑田的构造变化,对南海有着什么样的影响?2014年1~3月,IODP349航次在南海各点位钻探,船上的科学家们将一根根钻管连接起来,再打入4000米水深的南海海底。他们期待着,由此获得的岩心,能够给上述问题提供最新和最确切的答案。
撰文/李春峰 宋晓晓
IODP349航次
2014年的"国际大洋发现计划"349航次(简称IODP349航次),是由我国科学家李春峰教授领衔国内外40位科学家建议、设计并主持的。它也是继1999年汪品先院士主导的ODP184航次之后,新十年大洋钻探的首航。
IODP349航次的首席科学家有两位,分别是李春峰(中国同济大学海洋地质国家重点实验室教授)与林间(美国伍兹霍尔海洋研究所研究员)。团队的32名科学家分别来自11个国家和地区,其中中国科学家12名、华裔科学家6名。这也是第一次以中国科学家为主体、由中国科学家主导的南海大洋钻探航次。
2014年1月26日,IODP349航次从我国香港起航。本航次首次在南海东部次海盆和西南次海盆进行了钻探工作,以研究南海的构造演化和深海盆洋壳为重点,力图解决"两个次海盆开始扩张和结束扩张的年龄"以及"构造演化对深水沉积和古海洋的影响"等问题。
整个航次在南海中央海盆深水区完成了U1431~U1435一共5个站位的取心,如同在南海海底打下了5颗"金钉子"。通过分析在这5个站位获取的岩心,可以读取南海4000万年来的风云变幻、沧海桑田。本航次的钻探总深度为4317米,其中沉积岩取心1503米,基底玄武岩取心近100米,获得的最大井深1008米。借此,科学家们获取了具有极高科学价值的岩心,同时还完成了2个站位的地球物理测井工作。
在62天紧张忙碌的工作后,IODP349航次于3月30日在我国台湾基隆港靠岸,标志着南海第二次大洋钻探的圆满结束。
走进钻探船"决心号"
自从国际大洋钻探计划建立以来,担任核心领导角色的一直是美国。在很长一段时间里,全世界只有美国有大洋钻探船,先是"格罗玛·挑战者"钻探船,1985年改用"JOIDES·决心号"(本文简称为"决心号")钻探船。2002年,日本"地球号"大洋钻探船下水,它比"决心号"要大四五倍,而且可以用泥浆立管钻探。2014年,"地球号"创造了井深进深3000米的科学钻探记录。
目前,"决心号"和"地球号"钻探船是世界上仅有的两艘大洋钻探船,在"大洋钻探"的总计划下分头经营。我国和其他20多个国家参加的是美国的部分,来南海钻探的也是"决心号"钻探船。
"决心号"钻探船共有7层甲板,排水量1万多吨。船上分为驾驶室、工程控制室、钻井平台和钻井架、实验室、生活区等部分,具有12个自动控制的动力定位推进器,用来维持船体在固定站点的稳定工作。
驾驶室位于船头,是船长指挥、操纵钻探船的地方。靠近船头的地方,是船上科学家和工作人员生活和工作的区域。其中,上边3层主要是科学家们工作的地方,不同专业的科学家在不同的实验室工作。中间是生活区,有厨房、食堂、休息室、洗衣房、健身房等。再往下,则是数据中心、计算机房等,最下面则是存放岩心的地方。靠近船中间的地方设有地球物理实验室,在这里可以获得航行和测深数据、测井数据等,可以通过地球物理数据来固定站位的位置,确保在船上实施钻井的安全性,还可以识别出海底潜在的危险。
"决心号"钻探船装备了复杂的钻井工具和科学设备,具有连续部署近6千米的钻探能力,加上它那坚硬牢固的船体,可以在极端的环境下实现大洋钻探。在船的中央部分,是完成钻探工作的主要区域。从上到下,可以分为井架(Derrick)、钻井平台(Rig floor)和船井(Moonpool)三部分。在它后面的地方,则用来放置钻探仪器设备。
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