【地球地理】地球深处，到底藏着什么奥秘？用这个地球运动模拟演示软件把太阳视运动讲清楚！

“地壳一号”项目研发总负责人孙友宏：向着地球深处不断挺进

我们脚踩的这片土地深处究竟是什么？

地球深处到底藏着怎样的奥秘？

想要探究这些问题，最直接、最有效和最可靠的方法是向地球纵深打一口科学钻探井，将人类的“视距”向地球内部延伸数千米甚至上万米，一探究竟。

“地壳一号”向着地球深处不断挺进，成为了众人瞩目的焦点。这台超强钻机不断探索背后，经历了怎样的“艰辛历程”，又实现了怎样的技术突破？

新华访谈《大国总师》系列第三期，让我们跟随“地壳一号”万米大陆科学钻机项目研发总负责人孙友宏，听他讲述中国人不断挺进地球深处的故事。

为什么“入地”这么难

在孙友宏看来，“上天不易，入地更难。”

相比于38万公里外的月壤样本，地球内部几公里深处的坚硬岩石仿佛近在咫尺，却又遥不可及。

早在上个世纪五十年代，地质学家们就梦想打一口超深钻井，一直钻穿地球壳幔边界的“莫霍面”，“但是这个梦想到现在都没有实现。”

钻地过程中，坚硬的岩石、巨大的压力、高温的环境……每一个难题都考验着人类的智慧和勇气。随着钻头一寸寸突破地层，钻探难度必然会成倍增加。孙友宏说，“地温梯度每往下100米，温度增加3度，达到1万米的时候，那就要达到300度的温度。我们预测地核温度是将近5000度。你想什么物体能经得起5000度？”

为了向地球深部进军，孙友宏坦言，真正要实施一口万米的科学钻探，难度不亚于制造一个小型航空母舰。

十年磨一“钻”

“地壳一号”万米钻机打穿了白垩纪

从2004年开始研发“地壳一号”，到2013年研制成功并通过验收，十年间，孙友宏带领团队通过反复研究和实验，针对地球深部的高温、高压和高地应力等极端条件，科研团队攻克了“钻井过程中钻具的重量”“ 万米地下钻头的精准控压”“整套系统的动力传输”等一系列关键技术难题。

2014年，在松辽平原上的大庆油田松科２号井场，“地壳一号”正式开钻，此后，孙友宏在这一待就是将近五年。随着“地壳一号”万米钻机不断连续获取地下岩心样品，地质人员不仅在松辽盆地发现了金矿、银矿、铁矿等平时我们所熟知的金属，还发现了新的能源——天然氢气。更重要的是，他们成功打穿了白垩纪盆地，将7000万至8000万年前的地层信息完整地呈现在世人面前。

“我希望能打一口世界上最深的超深钻”

大学期间，孙友宏曾被一位外国教授的南极探险故事深深吸引。那位教授带领的冰下科学钻探项目，成功打穿了3700多米的南极冰盖，创造了钻探领域第二个吉尼斯世界纪录。孙友宏期待，“如果中国人有一天也在钻探领域创造这样一个吉尼斯世界纪录，那多好。”

2024年2月，我国开展南极麒麟冰下湖科学钻探工程选址工作，孙友宏便是第四十次中国南极科学考察队其中一员。这是他第一次到访南极，虽然之前听学生讲述过南极环境的恶劣，但当地的低温、大风、缺氧环境，“亲自经历了一下，确实是很艰难。”

在南极，孙友宏带领团队进行了冰下基岩钻探项目的野外试验，他们用自主研发的冰下基岩钻探装备“完整地取出了地下岩心”，项目完成得很好。

下一步，孙友宏团队将继续研发新的钻探装备，“把这个3600米的冰盖打穿，要把下面的湖水没有污染地取出来。所以对我们来说这也是一个挑战。”

“地壳一号”从设计到研制成功已经过去10多年了。孙友宏还有一个梦想，他希望在不久的将来，“我们中国人也能在钻探领域达到世界领先，能打一口世界上最深的超深钻，能打一口中国人引以自豪的超深钻，更好地研究地球，认识地球、保护地球，更好地建设好我们人类共同的家园。”

每年9月23日前后

太阳直射点在赤道上

全球各地昼夜等长

日出时间为6:00

日落时间为：18:00

（当地时间）

北半球四季的划分

为了使季节划分与气候变化相吻合

北温带国家

多把3、4、5月确定为春季

6、7、8月确定为夏季

9、10、11月确定为秋季

12月和次年1、2月确定为冬季

谭老师地理工作室综合整理

南半球与北半球的季节恰好相反

高中地理

天体运动的相关知识

是一个难点问题

那么我们如何

将抽象的、难易理解知识可视化呢？

比如

“太阳视运动轨迹图”

接着，往下看

太阳视运动轨迹模拟器

地平面

我们把地面想象

是一个很大的圆盘

这个圆盘通常被称为地平面

当你移动时

地平面也会跟着移动

而你永远都会在

地平面的正中间、圆心处

动图展示☝

方位角

将地平面等分成360°

就称为方位角

方位角调整时抛物面

在水平面做左右运动

动图展示☝

天顶

想象太阳、星星......等所有天体

都粘贴在一个透明的球面上

这个球面就称为天球

天球恰好被地平面

等分成两个半球

从你的头顶

向上画一条假设线

这条直线与天球交会的位置

就称为天顶

动图展示☝

太阳视运动轨迹

太阳的东升西落

称为太阳的周日运动

每天，太阳都会在天球上画一个圆

这个圆

就称为太阳的（周日）视轨迹

动图展示☝

北半球冬至日运动轨迹

北半球的冬至当天

太阳直射南回归线

太阳视轨迹也移动到最南端

你会看见太阳清晨

从东南方升起

黄昏由西南方落下

动图展示☝

春秋分日运动轨迹

北半球的春、秋分当天

太阳直射赤道

太阳视轨迹移动到赤道上空

你会看见太阳清晨

从正东方升起

黄昏由正西方落下

动图展示☝

北半球夏至日运动轨迹

北半球的夏至当天

太阳直射北回归线

太阳视轨迹也移动到最北端

你会看见太阳清晨

从东北方升起

黄昏由西北方落下

动图展示☝

互动操作

夏至当天

在南北极圈的人

将会看见太阳从何处升起？

何处落下？

动图展示☝

自行操作

该模拟器除了自动演示外

我们还可以根据自己的需求

调整所需要的数据

比如

输入北京的地理坐标

及夏至日太阳直射点的位置

就可从图中直观的展现出

此时此刻

北京的日出、日落时间

及其全球的昼夜状况

（简直不要太好用！）

动图展示☝

太阳直射点及昼夜状况变化

可拖动太阳视轨迹

观察每天同一时刻的太阳位置变化

及其昼夜长短状况

动图展示☝

不同时刻变化

可快速切换

不同节气的变化状况

动图展示☝

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注：本文由谭老师地理工作室综合自我们都爱地理、中学地理研究、中学地理课、匠心地理、轻轻松松学地理、高考地理、讲地又讲理、老丁侃地理、星球地理、如此这般学地理等各地理公众号或文中水印等，在此一并致谢！若引用不当可以随时文末留言联系注明来源或删除。

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