中美日，誰將率先打開“地心之門”？_風聞

去年12月，我國自主研製的首艘大洋鑽探船“夢想”號，在廣州南沙試航成功。

“夢想”號將執行一項史無前例的任務——鑽穿地殼。

大洋鑽探船為何被稱為國之重器？

“夢想”號成功試航，有何重大意義？

一説起大洋鑽探，很多人首先想到的是找石油。

其實，大洋鑽探的意義遠不止於此。

地表大部分是海洋，海平面看着都差不多，但海底的玄機可不少。

想知道海底的玄機，就得靠大洋鑽探。

比如大洋鑽探船四處打鑽，證明了海底擴張假説原來是真的，現在成了海底擴張學説。

海底擴張學説中描述的海底運動

大洋鑽探的意義還不僅在於海里。

比如對地球氣候變化以及冰川期的研究，也是通過研究大洋沉積岩得出的；再比如古海洋學的創立、海底深部生物圈的研究、東亞季風、大陸裂谷等地理學領域的大研究，都得益於大洋鑽探。

然而，在“夢想”號出現之前，我國要搞這樣的研究，只能租用美日兩國的鑽探船。

雖説科學無國界，但鑽探船還是有國籍的。

租鑽探船真不便宜，每年300萬美元，還是搞科研的打折價。

2014年，綜合大洋鑽探計劃（IODP）的第349航次，是在南海開展鑽探。

我國除了交組織的會員年費，還額外提供了600萬美元的資助。

即便如此，因為船不是我們的，怎麼航行，到哪裏鑽探，我們説了都不算，完全沒機會自主組織航次，而且能上船的名額也很有限。

IODP第349航次的航線和鑽取的巖芯

這就要算筆賬了。

既然大洋鑽探在各個領域都有極高的價值，我國每年又要花那麼多錢租別國的船，那倒真不如自己造一艘更划算。

更重要的是，當前的IODP計劃將於2024年結束，加上計劃裏承擔鑽探任務的主力，美國的“喬迪斯·決心”號鑽探船也快要達到船隻的服役年限。

如果還繼續像以前一樣租借，那麼，我國大洋鑽探的科研之路可能被迫中斷。

這就是我國自主製造“夢想”號的大背景。

別看就這一艘船，她能讓我國從大洋鑽探的參與者，一舉成為主導者。

未來，我國將通過“夢想”號大洋鑽探船自主組織航次，再通過加強與日歐的合作，提升我國在世界大洋鑽探領域的權重。

大洋鑽探船是全球頂尖深海探測高新技術的集成，是目前深入海底深部取樣的唯一手段。

參與IODP合作計劃的只有20多個國家，這些國家全球科研和造船能力都是頂尖的。

而真正有能力研製出大洋鑽探船的國家，只有中國、美國和日本。

以前的IODP號稱有“三艦客”，其實只有兩艘主力鑽探船，分別是美國的“喬迪斯·決心”號和日本的“地球”號。

歐盟的特定任務平台MSPs，是隨時根據需要徵召多艘鑽探船執行綜合任務的架構體系，主要針對高緯度地區的結冰洋麪，嚴格意義上不能算數。

“喬迪斯·決心”號功勳卓著，1978年在加拿大設計建造，1983年下水服役，可操作鑽桿柱9150m，鑽探能力（水深+鑽深）9150m，海底下最大鑽探深度為4000m左右。

美國“喬迪斯·決心”號鑽探船

該船還擁有1400平方米的七層實驗室，可對沉積學、岩石學等多個領域進行分析研究。

“喬迪斯·決心”號服役至今已經40多年，今年9月將正式退役。

日本的“地球”號則是新生代鑽探船，2005年7月交付使用，體量比“喬迪斯·決心”號大5倍，號稱全世界最大的深海科學鑽探船。

“地球”號吃水9.2m，排水量56752噸，最大作業水深2500m，最大鑽探深度11000m，最大鈎載1250噸。

該船搭載2套發電機系統，總輸出功率約35000kW，可同時容納150人在船上工作和生活。

“地球”號鑽探船

2019年1月，“地球”號在日本海域成功鑽探至海底3260m，創造了當時的鑽探紀錄。

“地球”號的建設體現出日本人的好大喜功，船大了，使用的開銷就大，每天至少要50萬美金。

但日本的科研投入又無力支撐，這讓“地球”號在最近7年時間裏只執行了4個航次，大多數時間只好在港口趴窩。

與西方鑽探船相比，“夢想”號的實力如何？

與兩位前輩不同，“夢想”號從一開始設計就不追求“bigger than bigger”。

我國走的是“小噸位、多功能、模塊化”的設計建造理念，主打性能上必須遙遙領先。

“夢想”號的總長227米，最大航程2.5萬海里，有能力在全球海域作業。

以鑽探性能來看，“夢想”號的鑽探系統是全球最先進的，其中深水無隔水管泥漿循環系統（RMR）由我國自主研製，鑽探深度理論可達15000米，其中水下深度為11000米，地下深度為4000米，遠超美日鑽探船的鑽探能力。

不過，實事求是地説，到今天還沒鑽過，需要實踐檢驗，但即便如此，“夢想”號仍然是目前全球唯一一艘有望鑽探到11000米深度的鑽探船。

另外，船上還有不少全球之最。

比如，“夢想”號擁有全球面積最大、超3000平方米、功能最全、流程最優的船載實驗室，完美滿足海洋領域任何學科的研究要求。

試航的“夢想號”

“夢想”號上還有全球規模最大、最先進的科考船綜合信息化系統，以及遍佈全船的超過2萬個監控點，可全程監測鑽探過程。

“夢想”號的動力系統也是遙遙領先。

“夢想”號在全球首次同時將蓄能技術和閉環電網應用於DP-3級動力定位系統，動力更加強勁，還能降低15％的能耗，航行更加經濟，成本更低，估算費用能節約一半。

她的鑽探系統，動力來源由一台最新式的30兆瓦電站提供，即便在海底高壓高温的環境下，這台電站依然能穩定工作。

“夢想”號上還有智能控制、遠程操作等創新設備，大大提高了鑽探的效率和安全性。

“夢想”號還是一座“海洋科學移動實驗室”，配備了一系列科學儀器和設備，對鑽探過程中採集到的岩石樣本或海底生物，可及時進行分析和測試，為後續研究提供最新的數據和信息。

“夢想”號扛起我國大洋鑽探的大旗，也創造了多項世界之最。

長久起來，地球內部引發人們無限猜想。

著名科幻小説家儒勒·凡爾納曾寫過一篇小説——《地心遊記》，講的就是地心探索的故事。

地幔是地球內部從地殼到地核之間的一層，可以視為地心之門。

作為世界上最先進的海洋鑽探平台之一，“夢想”號的設計目標是從海面直達地幔，實現人類的首次突破。

科學家們希望通過對地幔的研究，尋找到更多既有科研價值也有實際意義的新發現。

地幔的平均厚度在2800千米以上，平均密度為4.59g/cm³，佔據地球總體積的82.26％和總質量的67％。

地球內部結構示意圖

地幔主要由岩石和岩石間的熔融物質組成，主要包括三種岩石，其中橄欖岩的含量最高，佔95％以上；其次是輝石巖，佔3％左右；最少的是榴輝巖，佔2％左右。

這些岩石含有大量的鐵和鎳等能產生磁性的金屬元素，它們對地球磁性的影響不可忽視，而地磁顯然跟通訊和定位密切相關。

地幔中還含有硅、氧、鎂、鐵、鋁、鈣等元素，這些元素也是構成整個地球的主要元素，比如跟人類活動最密切的地殼中，主要元素也同樣是這些。

地殼中的主要元素

因為受到巨大的壓力，地幔的密度是岩石中最大的，這使得地幔可以在地球內部形成穩定的結構。

這種穩定結構決定了地球的物理和化學性質，同時也對地球演化和地殼運動產生重要影響。

一言以蔽之，想要更透徹地瞭解我們腳下的星球，地幔是無法忽視的研究對象。

但是直到現在，人類對地球的認識也僅限於地表。

地表以下10多千米的深處，人類的極限是科拉超深井，垂直深度12226米，目前已經廢棄封閉。

已經廢棄封閉的科拉超深鑽孔

如果能繼續鑽探到地幔，則有可能獲得更多的岩石樣本，進而探索地球的演化，甚至能獲知地下是否另有生命形態。

從稍顯功利的角度看，隨着地表和淺表地殼中資源的不斷消耗，人類依賴的資源總有一天會被用乾耗盡。

相比於從外太空獲取資源，向地心深處探索更多資源則顯得更加務實。

站在全人類的角度，人類未來的命運取決於我們對自然界的理解。

只有當人類不停探索，對身處的世界更加了解，才能真正實現可持續發展，讓子孫後代擁有更美好的未來。

“夢想”號成功試航，讓中國有了打開“地心之門”的鑰匙。

中美日，誰將率先打開“地心之門”？

讓我們拭目以待。