2024年03月16日 星期六

走向深海大洋21:精确钻取海底岩心

发布时间:2012-07-16

——记“海洋六号”一次深海浅钻作业

  

  深海浅钻是第二航段结壳调查的重头戏,取到的样品对了解调查海山的资源情况及海底环境等具有重要价值,“海洋六号”执行的中国大洋第27航次任务中,浅钻的工作量很大。7月12日,记者亲眼目睹了“海洋六号”今年第一钻全过程。

    重达2.6吨的大家伙

  7月12日晚上十点半,“海洋六号”到达第一个深海浅钻测站。一个黄色的钻机在三楼后甲板上“待命”,之前的两天时间里,科考人员已经对其进行了调试,一切准备就绪。
  钻机的样子有点像公用电话亭,配备了水下照明灯、高度计、摄像头和倾角传感器,能够在深海里监测钻机的姿态,并监控、录制钻进过程。记者看到钻机的几个参数:最大工作水深达4000米,最大钻孔深度为1.5米,岩心直径48毫米,重量达2.6吨。
  到达指定区域后,“海洋六号”启动了动力定位系统,将船体稳定住。这时,导航员杨永用对讲机通知大家船已到位,深海浅钻技术负责人于彦江带领综合调查一组全体人员来到三楼后甲板,放钻机入海。绞车开动,光缆将钻机慢慢吊起。由于钻机重量很大,在空中摇摆起来很难控制。六位科考人员分成两队,从两个方向分别拉住拴在钻机上的止荡绳。只见他们像拔河一样把身体往后倾,齐心协力,尽力控制钻机的位置。直到钻机一半进入海水中时,大家才把止荡绳松开并快速收起。绞车继续转动,钻机慢慢潜入海中。在入水15米和30米时,科考人员分别在光缆上悬挂一个浮球。然后,大家返回位于四楼的操作室,通过电脑操作海中的钻机。

    平稳着底最关键

  绞车操作员傅晓州推动绞车遥控器上的操作杆,将钻机不断下放。这一钻,要打在2500多米深的海底,在调查海山山坡的位置。钻机以50米每分钟的速度匀速下降,大概50分钟才能到底。这段时间,傅晓州必须一直将操作杆推在固定位置。他说,这样的深度不算什么,第一航段里他曾操作绞车放设备下7000米海底,两个多小时,手都麻木了。在距离海底还有100米时,傅晓州将下放速度降到30米每分钟。
  离底30米时,坐在旁边的于彦江操作电脑,开启照明灯和摄像头,电脑屏幕里显示出了海中的影像。这时,操作室里的人多了起来,大家都盯着屏幕,这是最关键的时刻。钻机继续下放,海底已能看清楚。首席科学家助理邓希光说,钻机能否平稳着底是最关键的,看看今年第一钻怎么样吧。只见钻机已接触到海底,撞起大量的沉积物。屏幕上,钻机的倾斜角不断变化。由于在山坡上,钻机又往下滑了一点才固定住,倾斜角42度,不符合打钻要求。于彦江说,钻机的倾斜角小于30度才能开钻,不然,钻机容易移动甚至倾倒。他命令傅晓州将钻机提起20米,重新着底。这一次,钻机终于平稳着底,倾斜角18度,可以开钻。首席科学家刘方兰说,在深海,有太多不确定因素,尤其是控制这么一个大家伙,有时要重复几次才能让钻机平稳着底。
  这时,于彦江开启高压供电,启动液压系统,并将钻头下推至孔口,钻机状态正常。他按下“低速正钻”按钮,开钻。只见钻头一点点钻进海底岩石中,钻进20厘米后,按下“高速正钻”按钮,进尺明显加快,一直钻进到70厘米左右才让其停止。

    贵比黄金的海底样品

  完成了钻进工作,钻机被收了上来。六名科考人员依然全部来到三楼后甲板拉止荡绳。当钻机平稳地落在甲板上时,他们迫不及待地取下钻杆,想看看这次浅钻的成果如何。“还不错,有结壳,有玄武岩。”于彦江说。样品管理员宋维宇小心翼翼地将钻取的岩心放在一个托盘里,端到四楼去。岩心的整体性并不好,断裂成许多小段。宋维宇仔细的冲洗每一段岩心,然后将它们按照顺序拼接好。“有时,我们的工作就像考古。”他开玩笑说。
  拍照,测量长度,填写样品描述表,在逐项完成这些工序后,宋维宇用保鲜膜将岩心包好,装进一个塑料长筒里,贴上标签,放入样品箱。那认真的样子,真像把这些石头当成了宝贝。他说,这不到一米长的岩心,可来之不易,比黄金还珍贵,这些样品将被妥善保管,回到祖国后,统一交给中国大洋协会。
  邓希光说,这些样品将在回国后进行分析。通过对结壳进行品位分析,可以判断该区域的资源分布情况;通过分析基岩,可以推断海山的年龄,了解地质结构演化过程,还可以了解海底环境的变化。可以说,这段岩心,处处是宝。
  第一钻成功打到岩心后,“海洋六号”立即开动前往下一个测站,这时已是凌晨一时。计算机屏幕显示,距离下一个目标还有30分钟。30分钟后,综合调查二组的科考人员将接班,继续在海底开钻,这又是一个不眠夜。


科考人员拉紧止荡绳,将钻机放入海中

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