一波三折深湖取巖芯!我國第二次青藏科考取得重要進展
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在海拔4730米的西藏第二大湖納木錯鑽取巖芯也就是湖芯,難度非常大,從去年到今年,第二次青藏科考納木錯科考隊經歷了暴雨、暴曬、暴風雪等惡劣的氣候條件,以及複雜的湖底地層條件的挑戰,最終創造了新紀錄。
七月的納木錯,天氣十分多變,狂風暴雨、裹挾着冰凌,使得科考衝鋒舟不得不放慢速度,科考隊員們全身都被淋濕透了。從岸邊到湖中心的水上平台作業,平常要12公里40分鐘的船程,但是如果遇到5、6級大風,頂風前行,則需要2個小時。
總枱央視記者 陳琴: 在這個平台上,除了暴風雨,還有紫外線的考驗,中午最熱要穿背心,最冷要穿羽絨服,一天的温差有20多度。我們在平台上看到,十來名科考隊員的臉都曬傷了。他們平均每天在這個平台上工作要超10個小時,體力消耗極大。
納木錯是我國水量最大的湖泊,湖面面積2020平方公里,湖水容積870億立方米,相當於2.2個蓄滿水的三峽水庫的庫容。科考隊鑽取巖芯遇到的第一個困難就是風浪大,風向亂,工作平台容易被風浪移動。湖泊鑽探,首先需要位置相對固定的水上工作平台、和能夠保持垂直穩定的水中套管系統,以及可靠的鑽探取芯工具,這三項是保證湖泊鑽探正常實施的基本條件。
第二次青藏科考納木錯科考隊鑽探技術負責人、高級工程師 黃衞東: 納木錯的風浪還是比較大的,另外它的風向是不一定的,這個風浪的話,就是會造成我們這個平台很容易發生位移。發生位移了以後就鑽探就很難繼續。就是平台固定系統,很好地發揮了作用,所以説這個平台是成功的。
另外還有一個難題就是納木錯的水深,納木錯的水深是將近一百米,如何保持這個套管的垂直和穩定這個是一個技術難題。但是呢經過我們就是自主研發,然後自己大膽試錯吧,然後我們現在採用的這套系統呢很好地解決了這個問題。就是説保證了這個套管,可以持續地在水中保持垂直和穩定,這樣的話我們就可以始終是在一個套管裏,是在一個孔裏頭連續地取芯。
納木錯湖底的地層含有砂礫石層,鑽探時需要下套管並使用泥漿循環護壁,這樣巖芯提取後,四周的孔壁不會垮塌。
第二次青藏科考納木錯科考隊鑽探技術負責人、高級工程師 黃衞東: 叫一種用於環境科學鑽探的三層管取芯鑽具。這個鑽具可以很好地保證砂層、砂礫層,就是鬆散層的採芯率。另外這個鑽具它也可以很好地保護我們的巖芯。
另外高海拔作業不僅對科考隊員的身體考驗很大,設備效率也降到60%。
納木錯位於青藏高原的中部,氣候環境受到西風和季風的交互影響,是國際上研究青藏高原乃至第三極地區古環境的關鍵區域,納木錯的湖相沉積深度可以達到六七百米。此次納木錯鑽取長巖芯,是納木錯國際大陸科學鑽探計劃(ICDP)項目的預研究內容。今年6月,中國科學家聯合德國等多國科學家共同申請的該項目獲得批准,計劃2022年在納木錯鑽取5個點位11個巖芯、共計2250m長的沉積物,用來研究過去一百萬年以來的氣候環境狀況。
第二次青藏科考納木錯科考隊隊長 研究員 王君波: 從國際大陸科學鑽探計劃的角度,在北半球整個第三極地區的周圍,從北邊的貝加爾湖,到咱們國家青藏高原的東北部的青海湖,以及到最南邊的印度洋,印度洋北部的孟加拉灣,有很多鑽孔。東西方向也是這樣。這些湖泊都是以古環境變化為主的。從這兩個方面來講,青藏高原大部分地區腹地地區整好有這麼一個空白區,納木錯作為科學鑽探計劃的點,將對整個國際大陸鑽探計劃是一個比較大的貢獻。(總枱央視記者 陳琴 汪成健 益西)