厲害了WORD“探海神針”，揭開南海“前世”之謎全靠它了

美國“決心號”鑽探船 攝影Bill Crawford

“人工地震”裝置，通過不斷發出“空氣炮”以開展井內垂直地震測量地層速度。

——視頻由中科院南海海洋研究所孫珍教授提供

裝著海底岩石的岩芯管被抬上甲板——視頻拍攝者：Joann Stock

“決心號”鑽探船上現場連線——視頻南都記者余毅菁拍攝

2月13日，天氣晴朗，在香港維多利亞港口，來自全球各地33位海洋科學家在這裡集結，其中包括了13位中國專家。他們登上停靠等待的美國 “決心號”鑽探船後，船駛往南海北部深處，

開啟為期60天的鑽探考察。

他們來自不同的學科，有的從事古生物研究，有的則研究地球化學，但都有一個共同的目標，在南海放下“探海神針”，讓它插入近4000米深的海底，穿透1000多米的沉積層，取出“神秘”岩石，以掌握打開南海如何“由陸地變為海洋”謎題的“鑰匙”。

IODP367航次全體人員合照。 攝影Bill Crawford

這是由中國科學家主導的第三次南海大洋鑽探。按照計畫，這次鑽探專案分為了IODP367和IODP368兩個航次，目前，367航次已經順利歸來，而作為下半場的368航次已經在4月14日揚帆出海。中國科學院南海海洋研究所孫珍教授，是367航次的首席科學家，也是歷次南海大洋鑽探中首位女性首席科學家。

據孫珍介紹，367航次已經成功在南海定點打下了2個鑽探站位，並在第二個鑽探站位順利取出玄武岩，

成為目前南海鑽探中所取得的“最老”玄武岩，最大深度超海面之下5300米，一舉創下了大洋鑽探深度全球第八的紀錄。近日，南都記者來到了位於廣州的中科院南海海洋研究所，聽5位科研人員講述發生在不久前的那趟“奇幻旅程”。

現場

南海北部陸緣被譽為

大陸破裂研究“天然實驗室”

2月14日，經過一日一夜的行駛，“決心號”抵達北緯18.4度、東經115.9度51.6分的第一個目標鑽探海域，

此時他們離岸約為400海裡。經過一輪科學家培訓以後，“鑽探”的重頭戲便正式啟動。南海北部陸緣一直被科學家譽為，是開展大陸破裂研究的“天然實驗室”。按照第三次南海大洋鑽探計畫，此次鑽探確定的四個站位分別分佈在南海北部的外緣隆起、洋陸過渡帶、胚胎洋盆、成熟洋盆地帶。

已經歸航的367航次主要負責中間兩個鑽探位，編號為U1499和U1500兩個點的鑽探。

在顛簸的海浪中要穿過數千米深的海水，再鑽入海底深處獲取一管管岩芯樣品，其難度可想而知，“每一個環節都是來之不易”，孫珍感歎，她說，插入海底的“探海神針”是從“決心號”中部一個連接大海的“月池”中入水的。“一打開它，可以看到海水在下面翻滾。”中國科學院南海海洋所海洋地球物理學博士張錦昌說。

深入大海的鋼鐵管子就像是“套娃”一般，大管子套著小管子。為了鑽取深層的基底岩石，在最外層加設了稱為“套管”的管子，布放在海底沉積物中，它如一層強大的保護膜，防止插入海底深部時，鬆散的上部岩層倒塌干擾岩石取樣，這次U1500站位安裝的單層保護套管長達842米，創下了大洋鑽探的歷史記錄。

“榴槤”樣式的鑽頭。 （攝影：Michael Nirrengarten）

而從船上一隻延伸到海底的是“鑽管”，它頭頂著一隻“榴槤”狀的鑽頭帶著鑽管一路潛入海中，並在接近海底沉積物處時，通過水下攝像機的即時觀測，引導鑽管由再入錐插入預先佈設的保護套管中，為岩石取樣的“開路”打頭陣。最後，在鑽管內還套著“岩芯筒”，它用來裝著這次科學家的最終目標——海底沉積物或岩石樣品，通過岩芯筒在鑽管內從海底到船甲板一次次穿梭，把寶貴的深海樣品交給科學家進行研究。

鑽探深達5300米

取芯管“跑”了近3000公里

由於通往海底之路漫漫，每一層的管子並不是一插到底，而是一段段接駁插入，一直接到海底，隨著取樣的深入，連接的鑽管長度也逐漸加長，在U1500站位，接駁的鑽管長度最長達到了5300多米。

攝影：Bill Crawford

據介紹，為了確保鑽探的順利進行，在“決心”號鑽探船各個關鍵位置，安裝了12個伸縮式推進器，當船從鑽孔上方位置發生漂移時，電腦就會測出漂移的方向和距離，“指示”船上不同位置的推進器開始工作，自動校正船舶位置，這就是動力定位系統，它可以保證“決心”號即使在浪高7.5米海況下，仍可將船位控制在2%誤差範圍內。

據悉，在鑽探施行的每一個步驟，都需要花費較長的時間。就單純放“套管”到海底，就需要花費近1天，更換鑽頭則通常需要近兩天的時間。而岩芯筒每取樣10米，管底的門就啟動關閉，然後岩芯筒返回地面“卸貨”一次，再重新返回海底進行取樣。“在持續60天的鑽探歷程中，運輸岩石的岩芯筒是最“忙”的，“這趟下來，它一共來回跑了近3000公里。”中國科學院南海海洋研究所博士蘇翔說。

攝影：Bill Crawford

“鑽探”裝置一度“罷工”

維修後成功達到目標深度

除了時間的耗費，鑽探過程中也常要面對多變氣候和突發情況的考驗。在最外層加設了稱為“套管”的管子，布放在海底沉積物中，它如一層強大的保護膜，防止插入海底深部時，鬆散的上部岩層倒塌干擾岩石取樣，這次U1500站位安裝的單層保護套管長達842米，創下了大洋鑽探的歷史記錄。

“榴槤”樣式的鑽頭。 （攝影：Michael Nirrengarten）

而從船上一隻延伸到海底的是“鑽管”，它頭頂著一隻“榴槤”狀的鑽頭帶著鑽管一路潛入海中，並在接近海底沉積物處時，通過水下攝像機的即時觀測，引導鑽管由再入錐插入預先佈設的保護套管中，為岩石取樣的“開路”打頭陣。最後，在鑽管內還套著“岩芯筒”，它用來裝著這次科學家的最終目標——海底沉積物或岩石樣品，通過岩芯筒在鑽管內從海底到船甲板一次次穿梭，把寶貴的深海樣品交給科學家進行研究。

鑽探深達5300米

取芯管“跑”了近3000公里

由於通往海底之路漫漫，每一層的管子並不是一插到底，而是一段段接駁插入，一直接到海底，隨著取樣的深入，連接的鑽管長度也逐漸加長，在U1500站位，接駁的鑽管長度最長達到了5300多米。

攝影：Bill Crawford

據介紹，為了確保鑽探的順利進行，在“決心”號鑽探船各個關鍵位置，安裝了12個伸縮式推進器，當船從鑽孔上方位置發生漂移時，電腦就會測出漂移的方向和距離，“指示”船上不同位置的推進器開始工作，自動校正船舶位置，這就是動力定位系統，它可以保證“決心”號即使在浪高7.5米海況下，仍可將船位控制在2%誤差範圍內。

據悉，在鑽探施行的每一個步驟，都需要花費較長的時間。就單純放“套管”到海底，就需要花費近1天，更換鑽頭則通常需要近兩天的時間。而岩芯筒每取樣10米，管底的門就啟動關閉，然後岩芯筒返回地面“卸貨”一次，再重新返回海底進行取樣。“在持續60天的鑽探歷程中，運輸岩石的岩芯筒是最“忙”的，“這趟下來，它一共來回跑了近3000公里。”中國科學院南海海洋研究所博士蘇翔說。

攝影：Bill Crawford

“鑽探”裝置一度“罷工”

維修後成功達到目標深度

除了時間的耗費，鑽探過程中也常要面對多變氣候和突發情況的考驗。