钻穿3413米冰盖 揭秘我国首次南极冰下湖热水钻探

记者4月7日从自然资源部获悉，中国第42次南极考察队成功完成我国首次南极冰层热水钻探试验，钻深达3413米，突破了国际极地热水钻探的2540米的最深纪录。

钻探试验位于南极哪里？

中国第42次南极考察“冰下湖”队队长、中国极地研究中心（中国极地研究所）正高级工程师郭井学介绍，考察队于今年2月5日在我国自主命名的麒麟冰下湖区域成功完成这次钻探试验。

麒麟冰下湖位于东南极内陆冰盖伊丽莎白公主地区域，深埋在超3000米厚冰盖下方，距离中国南极泰山站约120千米。2022年，中国正式将这个形似“麒麟静卧”的冰下湖命名为“麒麟冰下湖”，并被南极研究科学委员会收录。

我国首次南极冰层热水钻探试验示意图。（中国第42次南极考察队供图）

为何要向冰盖深处钻探？

郭井学说，在科研价值方面，南极冰下湖长期被封存于高压、低温、黑暗、低营养的极端环境中。钻探冰下湖，是研究地球古环境变化、预测地球气候变化、探索生命边界、拓展人类认知的国际前沿科学研究。

中国第42次南极考察“冰下湖”队队员、吉林大学教授张楠说，在工程技术方面，此次现场试验，主要目标为开展大深度冰盖热水钻探系统南极应用示范，通过钻穿麒麟冰下湖上方的冰盖，为后续开展冰下湖原位观测、水体和湖底样品采集提供无污染通道和关键技术支撑。

钻穿3413米冰盖，不仅考验着多学科交叉技术支撑，也考验着强大综合保障能力。

据悉，现场试验经历海冰和内陆物资运输、设备组装调试、热水钻探作业、过程污染监测等多环节攻坚作业，最终成功钻穿麒麟冰下湖上覆冰盖。本次极地热水钻探试验的成功标志着我国具备了在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。

我国首次南极冰层热水钻探试验钻孔画面。（中国第42次南极考察队供图）

什么是热水钻？突破了哪些关键技术？

《钻探工程》杂志发布的论文显示，热水钻是一种非机械、靠高温高压热水融冰的钻探技术，速度快，千米级冰层最快一天就能打通；深度大，极地钻探可超3000米。因为是用水作介质，无钻井液污染冰下湖或海洋。

我国首次南极冰层热水钻探试验现场。（中国第42次南极考察队供图）

中国第42次南极考察“冰下湖”队队员、中国地质大学（北京）教授李冰表示，相较于传统机械冰钻，热水钻探穿透能力强、钻进效率高、易于实现大口径与洁净作业，能够高效抵达冰下湖、冰架底部、冰下基岩等关键界面，是国际社会研究极地冰盖与冰架深部环境的主流技术。

“成功利用热水钻探不仅填补了我国在该领域的技术空白，更是‘绿色考察’‘环保技术’等中国理念和中国制造在南极的又一次典型实践。”张楠说。

此次试验应用的热水钻探系统适应南极内陆极低温、高海拔、强干扰等极端环境和复杂工况。针对超3000米厚冰盖，集成多项适应极地现场、满足高精度快速清洁钻探需求的装备，突破了极地热水钻耐低温、外源污染物控制、大深度软管和绞车高精度控制等关键核心技术。

中国第42次南极考察“冰下湖”队由来自全国9家科研机构及高校的28名队员组成。为保障这一重点任务的顺利实施，中国第42次南极考察队克服了大型物资登陆、内陆冰盖长距离运输、极端环境下大型钻探装备现场组装调试等多重后勤与工程挑战。

策划：陈芳

记者：顾天成、王立彬

统筹：郭宝江、董瑞丰、杨洋

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