“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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