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深度達到11100公尺!中國開挖世界最深鉆孔,究竟想要找些啥?

2024-08-30科學

綜述

塔克拉瑪幹沙漠,也被稱為 「死亡之海」 ,是世界上最大的流動沙漠之一,面積超過33萬平方公裏,相當於浙江省的總面積。

這裏的氣候極其幹燥,夏季氣溫可達到50攝氏度以上,冬季則會降至零下20度。晝夜溫差極大,年降雨量不足50公釐,而蒸發量卻高達3000公釐以上。

在這樣的極端環境下,植物稀少,動物蹤跡罕見,整片沙漠仿佛一片死寂。然而,就是在這麽一塊地方,中國再次重新整理了全球紀錄, 開挖了深達11100公尺的世界最深鉆孔

11100公尺是什麽概念?

可能很多人很難直觀地理解11100公尺意味著什麽。要知道,地球上最高的山峰——珠穆朗瑪峰的高度是8848公尺, 而「深地塔科1井」鉆探計畫的深度遠超珠峰 ,相當於從珠峰頂部一直向下打穿到地球內部。

為了讓大家更容易理解,我們可以做幾個簡單的對比。首先,11100公尺大約相當於14座上海東方明珠電視塔從地面一直疊加起來的高度。

這種高度幾乎難以想象,如果你站在地面上,光靠肉眼是無法看到這麽高的塔頂的。而在地球內部,11100公尺的深度意味著我們正在探索的地方,已經接近地殼的下部邊界。

更具體地說, 地球的平均半徑大約是6371公裏(6371000公尺) ,而我們在「深地塔科1井」中鉆探的11100公尺深度,已經占了整個地球半徑的0.17%。

目的是什麽?

最直接的目的之一是獲取地球深部的樣本,從而進一步理解地球的形成與演化過程。

地球內部的物質構成和化學成分至今仍然是一個謎團。雖然我們透過地震波等間接手段可以推測地球內部的情況,但這些推測畢竟缺乏直接證據。

透過深地塔科1井的鉆探, 科學家可以獲得來自地球深部的巖石樣本 。透過這些深部樣本,科學家可以測量巖石在極端溫度和壓力下的物理性質,例如其熔點、密度和導熱性等。

這些數據可以幫助科學家模擬地球內部的熱對流過程,即地球內部的熱量如何透過巖石流動傳遞,從而推動地殼板塊的運動。 對於理解地震的發生機制、預測火山噴發和解釋大陸漂移等現象都具有重要意義。

其次,隨著全球能源需求的不斷增加,傳統的地表資源如石油和天然氣正面臨枯竭的威脅,特別是在一些長期開發的地區,地表層的資源已經接近枯竭。

而塔克拉瑪幹沙漠的地質結構極為復雜,經過數百萬年的沈積,形成了厚重的地層,根據以往的地質勘探數據和模擬模型,科學家們推測,沙漠下方可能隱藏著一個巨大的油氣儲藏層。

然而,傳統的勘探技術只能達到數千米的深度,透過這次深地塔科1井的鉆探,科學家希望能夠直接穿透這些深層地層,獲取第一手的地質樣本,並確定這些潛在資源的存在性和規模。

如果此次鉆探能夠成功發現新的油氣田, 這將極大地緩解中國日益增長的能源需求 ,為國家的能源安全提供有力保障。同時,這也為其他類似地質條件的地區提供了一個可供參考的模型,推動全球範圍內深層資源的開發。

計畫進展如何?

截至2024年3月,該計畫位於塔克拉瑪幹沙漠的深地塔科1井已經成功鉆探至超過10000公尺的深度, 已經成為亞洲最深的直井 ,並重新整理了多個技術紀錄。這個計畫不僅象征著中國在深地鉆探技術上的重要突破,同時也為未來更深的鉆探任務奠定了堅實基礎。

目前,鉆探工作仍在繼續, 該計畫面臨著極端高溫、高壓以及復雜地質條件的挑戰 ,但中國的科研團隊已經攻克了許多關鍵技術難題。

例如,在鉆頭材料的選擇上,科研團隊引入了新型鎳基高溫合金,該材料具備極高的耐磨性和抗高溫效能。傳統的鉆頭材料在高達300攝氏度以上的極端環境下,容易發生變形和磨損,導致鉆探效率下降甚至中斷。

而鎳基高溫合金的使用, 大幅提升了鉆頭的使用壽命 ,減少了頻繁更換鉆頭的需求,從而保證了鉆探作業的連續性。

這只是眾多技術創新中的一個,其他還有高溫水基鉆井液的使用和超大尺寸井眼的安全鉆進,它們共同確保了中國深地鉆探計畫在極端環境下的高效推進,為最終實作11100公尺的目標深度奠定了堅實基礎。

預計這個計畫將在不久的將來完成,為中國在地球深部資源的勘探和開采提供寶貴的數據和經驗

結尾

透過對深地塔科1井的鉆探,我們不僅向地球深處邁出了前所未有的一步,也為未來的科學研究、資源開發和工程建設奠定了堅實的基礎。這一計畫不僅僅是中國在地質學領域的一次壯舉,更是人類探索未知領域的又一次大膽嘗試。

11100公尺的深度讓我們接觸到了地球內部的奧秘, 而這些深度所揭示的寶貴數據,將為解決一系列關鍵的科學問題提供重要線索

深地塔科1井不僅僅是一個鉆孔,它象征著中國在地球深部探索中的決心與實力。無論是揭示地球內部的秘密,還是推動技術的進步,這一計畫的意義都將超越當下,為全球科學界帶來長遠的影響。

未來,我們將繼續深入探索,用科技的力量開拓未知領域,推動人類文明向前邁進。