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新闻中心 国内外科技进展
来源 : 中国科学报
 日期 :2019-01-30目录
南极冰盖之巅深冰芯房探秘

连日来,中国第35次南极科考队昆仑队队员维护昆仑站深冰芯场地和钻机。记者跟随他们,深入了解了南极冰盖之巅的深冰芯钻探过程。

中国南极昆仑站所在的冰穹A地区,海拔4000多米、冰层厚度3000多米,是国际公认的南极冰盖理想的深冰芯钻取地点。深冰芯则如同大自然的“年轮”和历史档案馆,展现出百万年来地球气候环境的演变状况。

昆仑站于2009年1月建成后,科考队员在挖出来的一个40米长、5米宽、3米深的雪坑里搭建起一间深冰芯房,随后相继钻出了深冰芯钻探导向孔并安放套管,安装了深冰芯钻机系统。2013年1月21日,中国深冰芯第一钻在昆仑站深冰芯房正式开钻。随后,各次科考队继续向深处钻进,将钻探深度推进至800米。

从昆仑站主体建筑朝东南方向走两三百米,便到了位于雪面以下3米深的深冰芯房。由于第34次南极科考队没来昆仑站,经过两年的风雪堆积,深冰芯房的各个出入口已完全被积雪掩埋。

利用机械铲除和人工挖掘方式,昆仑队队员康世昌、范晓鹏和鲁思宇经过一天奋战,清理了深冰芯房周围和一个入口的积雪,并在机械师协助下,架设了深冰芯房电源线路并通电。

走进深冰芯房,冰芯钻取系统、绞车系统、控制系统、支撑系统,一一呈现于眼前。

深冰芯钻探前,需要维护钻机系统,检修可能出现的故障。范晓鹏说,这些工作包括组装钻机组件,连接控制系统与钻机及电缆绞车,调试信号检测功能与控制系统功能。同时,检测钻井液液位高度,向钻孔内加注适量钻井液,以维护钻孔稳定并满足后续钻探的需要。

深冰芯房内的气温接近零下40摄氏度,有时需要到深10米的钻探槽内检修钻机,那里的温度更是达到零下50多摄氏度。除了酷寒,深冰芯房里还有钻孔液的刺鼻气味。作业时,队员常常戴上防毒面具。“昆仑站的大气含氧量低,本来就缺氧,现在又要戴上面具,呼吸更困难了。”现场工作戴着防护面罩的鲁思宇说。

1月12日11时,维护后的今年第一钻正式启动。随着钻塔架缓缓竖起,范晓鹏熟练地操作着控制器,将钻机缓缓送入钻探导向孔。12时30分,钻机下放深度已经到达800米,即第33次科考队钻进的最终深度。范晓鹏继续使钻具向下钻进2.8米后,果断提钻,一支2.8米长的冰芯展现在大家面前。

至此,本次科考的深冰芯场地和钻机维护成功结束。值得期待的是,未来深冰芯钻探将继续向3200米冰下钻进,百万年时间尺度的地球气候和环境变化信息,终将得到揭示。“昆仑站深冰芯揭示的百万年来气候和环境变化,将是我国南极研究的一大亮点,将为国际科学界作出重大贡献。”康世昌说。


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