戍天九思：万米钻探第二步: “梦想”钻透地壳探地幔

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　　深地、深海、深空是人类探索自然的三大领域，深地是地球科学的最后前沿。2023年，中国正式从陆地和海洋同时开启万米钻探新时代。

　　2023年5月30日，中国在新疆塔里木盆地开启万米钻探第一钻，从陆地上迈开万米钻探第一步。

　　2023年12月27日，全球最先进的“梦想”号大洋钻探船成功首航，从海洋上迈开万米钻探第二步。

　　笔者在《深地探索：苏美放弃后，中国为何要挺进？》一文中介绍过万米陆地钻探，本文将重点介绍“梦想”号海上钻探。

　　“梦想”号——全球最先进的万米钻探船

　　目前，全球有20多个国家参加大洋钻探国际合作计划。但是，仅中国、美国、日本有能力研制大洋钻探船。中国有“梦想”号，美国有“决心”号，日本有“地球”号，而中国的“梦想”号远比日本、美国的先进。

　　美国“决心”号，于1978年建造，排水量１。86万吨，最大钻探能力为9150米，进行过数百次科考，2024年即将退役。

　　日本“地球”号，于2003年建造，空有5.7万吨的排水量，最大钻探能力只有7740米，活动范围仅限于日本附近，此前在“南海海槽地震带钻探计划”中未达预期深度，至今仍在努力追求与之匹配的国际影响力。

　　中国“梦想”号，是全球唯一一艘具备11000米钻探能力的科考钻探船，排水量3.3万吨，续航力1.5万海里，可连续在海上工作120天，能抗16级台风。不仅钻探深度全球最深，而且还建有全球面积最大、功能最全的船载实验室涵盖海洋科学、微生物、古地磁等九大实验室，采用数字孪生等关键技术，可实现钻采作业全过程监测科学实验智能协同，有希望取代美国“决心”号在科学海洋钻探领域的领导地位和国际合作。

　　海上钻探最有可能钻透地壳探地幔

　　地球内部结构由地核、地幔和地壳组成。但是，长期以来人类的活动和科学探索一直局限于地壳的表层。地壳的平均厚度约为15公里，与地球约6371公里的半径相比微不足道。

　　地壳下面是地幔，地幔和地壳分界面被称为“莫霍面”，仍是人类探索地幔所面临的最后一道障碍。“莫霍面”位于海底以下约7000米和大陆以下约4万米处。

　　可见，海底的地壳更薄，从陆地钻探到达“莫霍面”可能很难实现，而从海上钻探则更容易抵达。

　　中国“梦想”号的目标是钻透地壳，从海面抵达地幔，为科学研究打开一扇未知的大门。自20世纪60年代初以来，美国科学家一直试图穿透“莫霍面”到达地幔，但这一目标尚未实现。

　　这既有大洋钻探能力不足的原因，也是运气不佳的因素。虽然海底的地壳更薄，但是，谁也不知道海底哪里的地壳更薄，只能靠碰运气。

　　虽然“莫霍面”尚未被突破，但深海钻探技术为人类了解地球结构提供了新信息。浙江大学海洋学院的海洋地质学家李春峰说：“来自超深钻孔的岩石样本对于了解板块构造、大洋地壳演化、古代海洋气候和海底资源至关重要。”

　　“梦想”号打穿莫霍面未来可期

　　中国“梦想”号钻探船即将执行一项“史无前例的任务”：钻穿地壳。它的钻探能力是全球最好的，钻探越深，意味着离地幔越近，希望越大。一旦成功，不仅标志着人类首次进入上地幔，也将带领地球科学研究走向更前沿，甚至有望发现全新的生命形式。

　　长久以来，地表深处“地狱之门”以外的神秘世界一直激发着公众的想象力，法国作家儒勒·凡尔纳的《地心游记》等科幻小说反映了这一点，书中描绘了地下世界和奇异的生命形式。

　　“地幔中极有可能存在生命”，李春峰说，人们发现了越来越多能承受极端温度和压力的生物，“地幔由橄榄岩组成，橄榄岩通过与水相互作用产生甲烷和氢气，为生命形式提供能量。地下深处的生态系统是一个令人着迷的探索领域。”

　　中国已经有了陆地最深9396米钻探的成功经验，又有世界上最先进的“梦想”号钻探船，中国实现打穿莫霍面的梦想，未来可期！