自古以來，人類對(duì)神秘的“地心之門”充滿了好奇。萬米之下究竟藏著什么？“打穿地殼、進(jìn)入地球深部”一直是全球科學(xué)家的夢(mèng)想。2024年11月17日，我國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)建造的首艘大洋鉆探船“夢(mèng)想”號(hào)在廣州正式入列，意味著我國(guó)距離探秘萬米洋底更近了一步。
“夢(mèng)想”號(hào)到底有多強(qiáng)？它能到達(dá)地下多少米？研發(fā)設(shè)計(jì)建造這樣的國(guó)之重器，要經(jīng)歷哪些常人難以想象的挑戰(zhàn)？本期《開講啦》，“夢(mèng)想”號(hào)總設(shè)計(jì)師、中船集團(tuán)第七〇八研究所副總工程師張海彬?qū)橛^眾分享“夢(mèng)想”號(hào)背后不為人知的奮斗與夢(mèng)想。
寫進(jìn)政府工作報(bào)告的
“夢(mèng)想”號(hào)有多牛？
在全球范圍內(nèi)，深海探測(cè)一直被視為科技與勇氣的結(jié)合。作為在今年兩會(huì)政府工作報(bào)告上被提及的科技創(chuàng)新成果，“夢(mèng)想”號(hào)一出場(chǎng)便自帶“王者光環(huán)”：最大鉆深11000米、最大續(xù)航力超27000海里、船載實(shí)驗(yàn)室面積超3000平方米，超越了目前世界上建成的所有大洋鉆探船。
張海彬介紹，“夢(mèng)想”號(hào)之前，國(guó)外有兩艘大洋鉆探船在運(yùn)營(yíng)，一艘是美國(guó)的“決心”號(hào)，另一艘是日本的“地球”號(hào)。“決心”號(hào)建于1978年，噸位較小，運(yùn)營(yíng)成本比較低，但它作業(yè)功能比較有限，鉆深9150米，且只有一種作業(yè)模式?！暗厍颉碧?hào)建于2005年，鉆深可以達(dá)到10000米，有兩種作業(yè)模式，噸位相當(dāng)于“決心”號(hào)的5倍還要多，但隨之帶來的，是它的運(yùn)營(yíng)成本非常高昂，實(shí)際每年用于大洋科學(xué)鉆探的時(shí)間非常有限。
論噸位，“夢(mèng)想”號(hào)大洋鉆探船介于“決心”號(hào)和“地球”號(hào)之間，整個(gè)運(yùn)營(yíng)成本得到了有效控制。它有四種作業(yè)模式，可以有更多的可能，來實(shí)現(xiàn)人類打穿地殼進(jìn)入地球深部的夢(mèng)想。
更令人贊嘆的是，“夢(mèng)想”號(hào)的自動(dòng)化程度非常高。以往需要人工搬運(yùn)的巖心樣品，現(xiàn)在可以全自動(dòng)輸送到實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家在船上就可以完成巖心分析的各項(xiàng)工作，甚至可以撰寫論文，“帶著成果下船”。張海彬自豪地說：“未來在‘夢(mèng)想’號(hào)上搞科研，將是一種幸福的體驗(yàn)！”
莫霍面，我們來啦！
為更清楚地了解“夢(mèng)想”號(hào)的實(shí)力，讓我們先來溫習(xí)一條高中地理知識(shí)：莫霍面。如果將地球比作一個(gè)帶殼的雞蛋，那么“蛋殼”是地殼，“蛋清”是地幔，“蛋黃”是地核，地殼和地幔之間的分界面，相當(dāng)于蛋殼和蛋清之間的蛋殼膜的部分，就是莫霍面。
“人類在地球上打得最深的鉆孔，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有打穿‘雞蛋’的‘殼’！”在分享環(huán)節(jié)，張海彬邀請(qǐng)了一位德高望重的特別嘉賓共同完成開講，他就是推動(dòng)“夢(mèng)想”號(hào)從“夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)”的關(guān)鍵人物——地球物理學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士朱日祥。朱日祥以“雞蛋”作比喻，向現(xiàn)場(chǎng)觀眾形象地解釋了“打穿莫霍面”對(duì)于地球科學(xué)探索的價(jià)值。
作為首批提議建造“夢(mèng)想”號(hào)的科學(xué)家之一，朱日祥帶來一個(gè)可能出乎很多人想象的地球知識(shí)：雖然我們距離海底比距離月球要近得多，但是在人類實(shí)現(xiàn)首次登月后，半個(gè)多世紀(jì)過去了，打穿莫霍面進(jìn)入地球內(nèi)部的愿景并沒有實(shí)現(xiàn)。
朱日祥告訴大家，莫霍面是距離人類生活最近的全球性分界面，對(duì)人類生存影響很大，莫霍面下層的地幔是探究地震、火山活動(dòng)等重要地質(zhì)過程的關(guān)鍵，也是地球物質(zhì)循環(huán)的重要環(huán)節(jié)。憑借11000米鉆深和高效作業(yè)系統(tǒng)，“夢(mèng)想”號(hào)有極大希望能實(shí)現(xiàn)科學(xué)家們打穿莫霍面的夢(mèng)想。朱日祥感慨道：“過去完全沒有想到，我們中國(guó)人能獨(dú)立自主地第一次就建造了自動(dòng)化程度如此之高的大洋鉆探船！”
為什么鉆透地殼
要打海洋的主意？
早在1970年，蘇聯(lián)在科拉半島鄰近挪威國(guó)界的地區(qū)執(zhí)行了一次科學(xué)鉆探，用了差不多20年的時(shí)間，鉆了12公里。后來因?yàn)榈叵聹囟冗^高、鉆頭頻繁損壞等技術(shù)原因，再加上經(jīng)費(fèi)不足，鉆探被迫終止。
張海彬介紹，整個(gè)地球的地殼平均厚度約17公里，海上和陸地上的分布非常不均勻，陸地上可能達(dá)到33公里，海上卻只有6公里左右。當(dāng)年的“科拉超深鉆”只鉆到了陸殼的三分之一，距離莫霍面還有相當(dāng)遠(yuǎn)的距離。如果這樣的深度放到海上，就非常容易鉆到莫霍面了。
自從科學(xué)家把目光轉(zhuǎn)移到海上，大洋鉆探讓我們對(duì)地球的認(rèn)知取得了很多突破性的進(jìn)展，比如大洋鉆探驗(yàn)證了板塊的構(gòu)造學(xué)說、發(fā)現(xiàn)了海底存在可燃冰（天然氣水合物）等。大洋鉆探船完全改變了地球系統(tǒng)科學(xué)的研究軌跡，作為全球最新的大洋鉆探船，“夢(mèng)想”號(hào)可以說承載了滿滿的期望和使命。
中國(guó)工程師的智慧
讓“夢(mèng)想”號(hào)與深中大橋成功同框
節(jié)目中，張海彬獨(dú)家披露了“夢(mèng)想”號(hào)駛過深中大橋的完整視頻，并講述了背后的研發(fā)故事。原來，“夢(mèng)想”號(hào)在設(shè)計(jì)過程中曾陷入一場(chǎng)“身高危機(jī)”。
為滿足“夢(mèng)想”號(hào)在全球海域作業(yè)的需求，團(tuán)隊(duì)必須將船舶高度降低到84.5米以內(nèi)，要比日本“地球”號(hào)低近40%！面對(duì)這一難題，團(tuán)隊(duì)一度陷入絕境，甚至考慮放棄部分功能，重新設(shè)計(jì)井架結(jié)構(gòu)。一籌莫展之際，團(tuán)隊(duì)靈光一現(xiàn)，設(shè)計(jì)了“折疊式”透氣管，在船舶過橋時(shí)收起，作業(yè)時(shí)再立起。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)不僅完美解決了高度限制問題，還大幅提升了“夢(mèng)想”號(hào)的通航適應(yīng)性。
張海彬在節(jié)目中感慨：“限制條件從來不是枷鎖，而是創(chuàng)新的催化劑！正是這些看似無解的難題，逼著我們跳出固有思維，找到更優(yōu)的解決方案?！?span style="display:none">oBa即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
“夢(mèng)想”號(hào)完全獨(dú)立自主的研發(fā)設(shè)計(jì)經(jīng)歷，推動(dòng)了中國(guó)造船業(yè)邁上新臺(tái)階，使我國(guó)由造船大國(guó)邁向造船強(qiáng)國(guó)。
本文鏈接：http://m.enbeike.cn/news-1-42208-0.html有望鉆透地殼！寫進(jìn)政府工作報(bào)告的“夢(mèng)想”號(hào)為何這么強(qiáng)？
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容旨在傳播知識(shí)，不代表本站觀點(diǎn)，若有侵權(quán)等問題請(qǐng)及時(shí)與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時(shí)間刪除處理。
點(diǎn)擊右上角
微信好友
朋友圈
點(diǎn)擊瀏覽器下方“
”分享微信好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“
”按鈕
點(diǎn)擊右上角
QQ
點(diǎn)擊瀏覽器下方“”分享QQ好友Safari瀏覽器請(qǐng)點(diǎn)擊“”按鈕
