【光明日报】从“掘井取水”到“万米钻探”(科技史话)

2015-08-30 10:26:21来源:科大-历史文化网

   信说起挖井的技术与历史,中国人最可自豪。据说甲骨文中就有“井”字,华夏民族的祖先们早就知道用石头做成的铲子、头掘地寻水了。科学史家李约瑟研究了史料后认为,中国古代的凿井技术是一项重大发明,并在11世纪传到欧洲,影响极为深远。 

  近代地质科学建立后,人们对地下的好奇心有增无减。而研究岩芯,是地质科学家最偏爱的手段之一。岩芯就像地球的“起居注”,一天不漏地记录了地球的生活作息和成长经历——地球的体温怎样变化?地球偷偷埋藏了多少宝藏?大地为何震动?火山为何喷发?地球如何从最初的“水深火热”变为养育万物的“母亲”?这些问题的答案,岩芯里几乎都有。倘若能够让地球亿万年沉积下来的岩石重见天日,那无疑是最理想的研究载体。

  于是,人类开始联合起来在地球上的许多地方打千米以上的深钻孔。目前最深的钻井是苏联打的,深达12262米;次深的是德国9101米的KTB深孔,两孔深度均远超过珠穆朗玛峰的海拔高度。

  中国虽然起步较晚,但地理环境可谓得天独厚。经过科学家的艰苦奋斗,终于研制成功了属于自己的钻探利器“地壳一号”。这个钻机有何能耐敢称“一号”?通过一组数据,我们便可知晓:组装前的钻机设备总体积6000余立方米,总重量1500多吨,其中长度超过10米的结构件33件,单件最大长度13米,单件最大重量约40吨,需要50辆长21.5米的六轴重型拖挂运输车才能装下。这些巨型部件经过9个复杂的步骤安装完成后,整个钻机约20层楼高,相当于一个半足球场大。钻机钻深10000米,最大勾载700吨,相当于120头成年大象的重量,总功率4610千瓦。“地壳一号”不仅庞大,更兼具灵巧。它真正实现了钻进设备的数字化、自动化与智能化,人坐在控制室里便可遥控。

  预计“地壳一号”所在的“松科2井”将与已经完成的“松科1井”钻探成果一起,构成完整的白垩系岩芯。白垩纪即是恐龙大繁殖时期,也是发生大灭绝的时期。现在的研究显示,白垩纪的平均气温比今天高10摄氏度左右,这一时期的地层会完整地记录那时的环境变化。这些成果,将对我们今天的全球气候变化研究意义重大。另外,大庆油田之下是否埋藏着更深的“油盆”,也有待“地壳一号”给出答案。(作者:王申  单位:中国科学技术大学科技史与科技考古系)

  来源:《光明日报》( 2015年08月28日 10版)