可鑽11000米 中國最強鑽探船「夢想」超越美日、力爭打穿地殼
中國和美國兩大世界強國的科技戰,不僅纏鬥到太空,現在還打進了地底。中國造出了全球最強的鑽探船,把國家實驗室搬到海上,其「隨鑽隨採隨研究」的特性,無異是一艘機動式科研的「戰艦」。
2024年11月17日,中國自主設計建造的首艘大洋鑽探船「夢想」號在廣州正式入列,標誌著中國深海探測關鍵技術裝備取得重大突破。全球僅3個國家建有大洋鑽探船,中國「夢想」號鑽探船的能力「遠遠超過」美國和日本。這艘承載了全人類科學家的夢想之船,將在今年年底前啟航開展鑽探任務,力爭率先「打穿地殼、進入地球深部」,或有望發現全新的生命形式。
據觀察者網報導,「夢想」號總噸約33000噸,總長179.8米,續航力15000海里,具備全球海域無限航區作業能力和海域11000米的鑽探能力,由自然資源部中國地質調查局組織建造,中國船舶集團承擔設計建造任務,150餘家參研參建單位密切協同,於2021年11月30日正式開工,2022年12月18日實現船舶主船體貫通,2023年12月18日正式命名並啟動試航。
可鑽深11000米 全球唯一
「夢想」號鑽採系統國際領先,最大鑽深可達11000米,是目前全球唯一可鑽11000米的鑽探船,具備4種鑽探模式和3種取心方式;船上建有全球面積最大、功能最全的船載實驗室,涵蓋海洋科學、微生物、古地磁等,總面積超3000平方米。為中國深海資源勘探、關鍵技術裝備研發以及全球科學家開展大洋科學鑽探研究提供重大平台支撐。
「夢想」號正式入列之際,習近平正在南美洲參加亞太經濟合作會議(APEC)並對巴西國是訪問。習近平為此特別致信對「夢想」號大洋鑽探船建成入列表示熱烈祝賀。
習近平在賀信中指出,「夢想」號海試成功並正式入列,標誌著中國國在深海進入、深海探測、深海開發上邁出了重要一步,是建設海洋強國、科技強國取得的又一重大成果。中國科研團隊發揮新型舉國體制優勢,發揚開拓創新、團結協作、攻堅克難、勇攀高峰的精神,攻克了多項世界級技術難題,充分展現了新時代中國科技人員的自信自強和使命擔當。
習近平強調,希望科研團隊再接再厲,用好這一重大科技裝置,加強海洋科技創新,拓展國際海洋合作,為推進中國式現代化、推動構建人類命運共同體作出更大貢獻。
中共中央政治局委員、國務院副總理何立峰在入列活動上宣讀習近平的賀信,宣布「夢想」號正式入列並講話指出,要深入學習領會、堅決貫徹落實重要賀信精神,加強「夢想」號運營管理,加快原創性、引領性科技攻關,推動科技成果轉化,深化國際交流合作。要認真總結「夢想」號建設寶貴經驗,發揮新型舉國體制優勢,凝聚各方力量,持續推進深海事業發展邁上新台階。
在2023年12月「夢想」號首航成功後,香港「南華早報」當時報導提到,這艘大洋鑽探船即將執行一項「史無前例的任務」:打穿地殼。一旦成功,不僅標誌著人類首次進入上地幔,也將帶領地球科學研究走向更前沿,甚至有望發現全新的生命形式。
進入地幔 史無前例任務
地球的結構由內到外包括地核、地幔和地殼,但是人類活動和科學探索一直局限於地殼表層,地殼的平均厚度達15000米,和地球半徑6371千米相比又顯得微不足道。
地幔和地殼的分界面,被稱為莫霍洛維奇不連續面,即莫霍面,仍然是人類探索地幔的最後一層障礙。莫霍面位於大洋之下約7000米,大陸之下約40000米。
自20世紀60年代初以來,美國科學家一直試圖打穿莫霍面進入地幔,但至今仍未成功。而中國這艘大洋鑽探船,之所以取名為「夢想」,正是因為承載這項未盡的使命。
2017年,中國人自己的大洋鑽探船「夢想」號立項籌建,2021年11月啟動連續建造。此後,「夢想」號基本上以一年邁上一個大台階的速度,陸續完成主船體貫通下水、動力系統首次試航、具備交付使用條件等關鍵節點,迎來了順利交付使用。
實際上,廣州海洋地質調查局研究員孫珍表示,「夢想」號不僅僅是一艘大洋鑽探船,還以自身為核心形成一整套深鑽體系,在科學和能源資源等各領域發揮重要作用。
僅3國造出大洋鑽探船
浙江大學海洋地質與資源研究所的李春峰教授此前表示,中國「夢想」號鑽探船的能力「遠遠超過」美國的「喬迪斯·決心」號(JOIDES Resolution)和日本的「地球」號(Chikyu)。全球有20多個國家先後參與了大洋鑽探國際合作計畫,但是僅有這3個國家有能力研製出大洋鑽探船。
「『夢想』號比『地球』號年輕20歲,擁有更先進的鑽探系統。」 李春峰介紹,打穿莫霍面是「夢想」號設計的主要目標之一,「經過多年探索,實現這一目標很有希望,但還需要縝密的規畫和穩步的推進」。
11000米的夢想 將國家實驗室搬到海上
中國建造了全球鑽探能力最佳的首艘大洋鑽探船「夢想」號,集成了全球最先進的鑽採系統,搭載目前全球面積最大、功能最全、流程最優的船載實驗室,其在深海鑽探上的企圖心可見一斑。據了解,「夢想」號不僅具備科學目的,還肩負著戰略任務,可燃冰、氫氣、稀土、多金屬結核、油氣勘探等等,這些成果未來對中國來說可能都將不會僅止於「夢想」。
國之重器入列 院士激動
據中國之聲報導,在「夢想」號正式入列這天,中國科學院、中國工程院多位院士登艦參觀,難以抑制自己的激動之情。中國科學院院士潘永信形容自己「血壓都上來了,心率也快了,高興得不行」;中國工程院院士李華軍稱讚性能各方面都做得非常棒,「這是非常好的開始」;中國科學院院士郝芳則說「非常震撼,真正是一個國之重器」。
「夢想變現實了,我覺得真是了不起。」伴隨著中國科學院院士郭正堂的讚嘆,中國科學院院士翦知湣也表示,「夢想」號這艘國之重器的入列,無疑給中國地球科學和海洋科技領域的科學家提供了一個強大「心臟」。
「夢想」號的什麼優點,讓國際大洋發現計畫(IODP)368航次首席科學家,為中國海洋深鑽、深網、深潛科學技術發展作出重要貢獻的翦知湣有如此高的評價?
IODP367航次首席科學家、廣州海洋地質調查局研究員孫珍表示,「夢想」號在最大鑽深、鑽探方式、動力定位、自持力、排水量、年度運維費等多方面的綜合性能都已達國際領先水平,還建設了全球面積最大、功能最全的九大船載實驗室;2萬多個監測點,能實時地,對全船態勢進行監測和感知。讓中國離「打穿莫霍面、進入上地幔」的夢想更進一步。
孫珍表示,莫霍面之下的地幔,占地球體積的五分之四、質量的四分之三,是地球最大的「化學儲庫」,充滿未解之謎。
莫霍面在距離海底6公里左右的深度,看上去不遙遠,實際上很遙遠。深遠海的海況經常比較惡劣,實施作業難度大,作業投入也非常高,需要很好的保障系統,因此人類「鑽穿莫霍面」的夢想已經提出接近60年了,但實際上只鑽透了不到1/3的深度。要想實現它,光用老的思想、老的工藝是不足的,一定要有新型的科考船。「夢想」號建造目標之一就是為此而生。
孫珍表示,「我們希望服務國家的重大戰略,包括在南海的新區或者中生界海區進行油氣勘探,推動天然氣水合物試採和產業化,推動深海結核和稀土開發,以及天然氫氣的勘探和評價」。
孫珍表示,還希望能夠帶動裝備產業發展,包括船舶的智能製造、海工裝備的升級,以及材料科學和信息通信技術方面。
深鑽是一個非常尖端的科技,必然會面對高溫、高壓等極端環境,需要推動新材料的研發,「夢想」號能讓中國能夠實現科學目標,在大洋鑽探方面承擔起大國重任。
當下沒有任何一個國家可以完全獨立完成大洋鑽探的研究。那麼最大限度用好中國首艘大洋鑽探船,使「夢想」號真正成為讓夢想成真的大國重器?
中國科學院院士王成善認為,要通過建立全球共商共建共享的合作機制,發起由中國牽頭的新一輪國際大洋鑽探大科學計畫,凝聚全球科學家的力量,使「夢想」號成為改變人類地球科學進程的利器。
兩年內 完成大洋首鑽
王成善表示,建立一種把中國的技術和硬件優勢轉變成科學優勢的全球共商機制,「夢想」號這艘船應該解決全球性的科學問題,能不能建立一個全球的對話聯盟,有分歧不要緊,沒有共商,就不會有共識,更不用談到共享。
「以『夢想』號大洋鑽探船能力為核心,建立支撐揚帆遠航的、全球認可和積極參與的科學規畫、實現全球地球科學家的規畫,這樣才能使我們的「夢想」號變成一艘真正的革命性工具」,王成善說。
根據計畫,「夢想」號將在未來兩年內完成大洋鑽探首鑽。廣州海洋地質調查局局長許振強表示,「夢想」號將瞄準莫霍面鑽探等突破性理論變革、深海能源資源安全高效綠色開發利用、海洋防災減災等重大前沿科學問題,聚焦服務國家能源資源安全、科技自立自強和海洋強國建設的重大需求,加快關鍵技術準備,推動原創性、引領性重大成果產出。
「特別是圍繞能源資源勘探與開發工作,包括新區和新層系的油氣勘探工作,也包括新型能源資源,可燃冰、天然氫氣、無機甲烷,海底戰略性礦產資源的一些實驗性技術攻關,都會進行探索和實施」,許振強說。
報導指出,11000米鑽探是整個科學界一個宏偉的夢想,需要一步一步來實現。希望通過「夢想」號這條船,能夠推動全球對海洋、對地球的認知,共同合作打造人類命運共同體。
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