特別報(bào)道 | “夢(mèng)想”引領(lǐng)前進(jìn)方向 合作譜寫發(fā)展新篇
◎? 本報(bào)記者 吳昊
“夢(mèng)想”之初
2017年2月，中國(guó)南海北部,。美國(guó)“決心”號(hào)大洋鉆探船開始執(zhí)行國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃（IODP）367和368兩個(gè)航次,。這是我國(guó)科學(xué)家建議、設(shè)計(jì)并主導(dǎo)的第三次南海大洋鉆探,。兩個(gè)航次共計(jì)四個(gè)月,，有10多個(gè)國(guó)家、60多名科學(xué)家參加,。時(shí)任中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所孫珍研究員和同濟(jì)大學(xué)翦知湣教授分別擔(dān)任兩個(gè)航次的中方首席科學(xué)家,。
中國(guó)的深海探測(cè)起步較晚。
1968年,，美國(guó)“格羅瑪·挑戰(zhàn)者”號(hào)大洋鉆探船首航墨西哥灣,，自此開啟了地球科學(xué)歷史上歷時(shí)最久、規(guī)模最大,、影響最深的一項(xiàng)國(guó)際合作計(jì)劃——大洋鉆探計(jì)劃,，10年內(nèi)，蘇聯(lián),、德國(guó),、英國(guó)、日本和法國(guó)先后加入,。大洋鉆探計(jì)劃先后經(jīng)歷了深海鉆探計(jì)劃（DSDP,，1968-1983年）、國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃（ODP,，1985-2003年）,、綜合大洋鉆探計(jì)劃（IODP，2003-2013年）和國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃（IODP,，2013-2024年）4個(gè)階段,，是地球科學(xué)領(lǐng)域迄今歷史最長(zhǎng)、規(guī)模最大,、影響最深,、成效最大的國(guó)際科學(xué)合作研究計(jì)劃，也是引領(lǐng)當(dāng)代國(guó)際深海探索的科技平臺(tái),。大洋鉆探計(jì)劃所取得的科學(xué)成果驗(yàn)證了板塊構(gòu)造理論,，揭示了氣候演變的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)海底“深部生物圈”和“可燃冰”,，創(chuàng)造了地球科學(xué)一次又一次的重大突破,，其成果改變了整個(gè)地球科學(xué)發(fā)展的軌跡,。
一直到1998年，也就是大洋鉆探計(jì)劃的第二階段——國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃開啟15年后,，中國(guó)才正式加入,，擁有了自己的深海基礎(chǔ)研究隊(duì)伍,。之后,，中國(guó)先后設(shè)計(jì)和主導(dǎo)過1999年的ODP184航次、2014年的IODP349航次,。隨著中國(guó)海洋科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步,，中國(guó)參與世界大洋鉆探的頻次也越來(lái)越多，在2013-2017年的4年時(shí)間里,，中國(guó)科學(xué)家參加“決心”號(hào)航次的人數(shù),，僅次于美國(guó)。越來(lái)越多的科研工作者參與到大洋鉆探的科考工作,，大家逐步形成了一個(gè)共識(shí)——中國(guó)迫切地需要一條屬于自己的大洋鉆探船,。
大洋鉆探計(jì)劃之所以能順利實(shí)施并取得如此輝煌的成就，大洋鉆探船是關(guān)鍵,。大洋鉆探船是全世界深海高技術(shù)的集成,，能夠在水深數(shù)千米的海底實(shí)施鉆探，是目前在海底深部取樣的唯一手段,。
中國(guó)IODP專家咨詢委員會(huì)顧問委員,、同濟(jì)大學(xué)汪品先院士曾將大洋鉆探船評(píng)價(jià)為“支撐中國(guó)成為國(guó)際大洋鉆探的重要領(lǐng)導(dǎo)力量，將為我國(guó)建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó)作出關(guān)鍵性貢獻(xiàn),?！?/p>
“夢(mèng)想”啟航
2024年11月4日，廣州,。孫珍和翦知湣再次相聚在大洋鉆探船上,，這一次，他們乘坐的,，是由我國(guó)完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘大洋鉆探船——“夢(mèng)想”號(hào),。孫珍研究員作為“夢(mèng)想”號(hào)的首席科學(xué)家，向包括翦知湣院士在內(nèi)的二十多位院士介紹“夢(mèng)想”號(hào)的性能與先進(jìn)的鉆探系統(tǒng),。
“‘夢(mèng)想’號(hào)集成了智能化巖心傳輸系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)獲取、編碼,、入庫(kù),、轉(zhuǎn)運(yùn)等功能，科研人員可以進(jìn)行‘點(diǎn)單式’的選取巖心操作,，同時(shí)巖心數(shù)據(jù)還可以同步到碼頭上的巖心庫(kù),，實(shí)現(xiàn)‘陸岸統(tǒng)籌’,。”孫珍用“點(diǎn)咖啡”來(lái)比喻船上的巖心選取操作,。
作為后起之秀,，中國(guó)的“夢(mèng)想”號(hào)建有基礎(chǔ)地質(zhì)、古地磁,、無(wú)機(jī)地球化學(xué),、有機(jī)地球化學(xué)、微生物,、海洋科學(xué)、天然氣水合物,、地球物理,、鉆探技術(shù)在內(nèi)的九大功能實(shí)驗(yàn)室，裝配各種精密實(shí)驗(yàn)儀器超過150臺(tái)（套）,，堪稱海上移動(dòng)的“國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”,。
“天下武功，唯快不破,，”孫珍這樣介紹九大實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)初衷,。“以后科學(xué)家也許不再是單純地把巖心和數(shù)據(jù)帶回去,，而是取樣,、測(cè)試、分析,、數(shù)據(jù)處理分析等全部在船上完成,，直接把論文投出去、把成果帶下船,。我有信心,，‘夢(mèng)想’號(hào)將變成實(shí)現(xiàn)我們地學(xué)人探索地球深部奧秘夢(mèng)想的搖籃！”
“如今,，中國(guó)終于有了自己的大洋鉆探船,，我深感自豪。我欣喜地看到,，這條船不僅能夠進(jìn)行科學(xué)鉆探,，還配有無(wú)人遙控潛水器等裝備系統(tǒng)，是一艘多功能的科學(xué)鉆探船,，能力上已經(jīng)達(dá)到了世界一流,。在穩(wěn)定性上，這艘船非常優(yōu)越,，在船上的科研,、住宿甚至餐飲條件,，都能夠給科學(xué)家提供一個(gè)安心、舒適的環(huán)境,，有助于科學(xué)家們更好地專心科學(xué)研究,。”翦知湣院士感慨道,。
時(shí)間的指針再次撥回到2017年,。此時(shí)在“決心”號(hào)上擔(dān)任中方首席科學(xué)家的孫珍，正在克服著肩周炎帶來(lái)的疼痛,，和其他科研人員一起,，將鉆探獲取的沉重的海底巖心搬回船上的巖心庫(kù)。
“那時(shí)我就期待著,，我們自己國(guó)家要有這樣的一艘船就好了,，能把我們的科學(xué)設(shè)想進(jìn)行檢驗(yàn)?！?/p>
2017年5月,，中國(guó)南海神狐海域。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局組織開展的天然氣水合物（可燃冰）試采實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)氣,，取得可燃冰開采的歷史性突破,，首次可燃冰試采宣告成功。這讓屬于我們的高端深海探測(cè)裝備建設(shè)變得更加迫在眉睫,。
在地球科學(xué)界的期待中,，一艘屬于中國(guó)的大洋鉆探船的建造計(jì)劃，正式啟動(dòng)了,！
科技引領(lǐng)“夢(mèng)想”
作為大洋鉆探的神兵利器,，鉆采平臺(tái)是“進(jìn)入地球深部”的關(guān)鍵。日本“地球”號(hào)是除了“決心”號(hào)之外,，另一條正在服役的大洋鉆探船,，此前曾創(chuàng)下7740米世界最深海底鉆探紀(jì)錄，被稱為“人類歷史上第一艘”多功能科學(xué)鉆探船 ,。
作為大洋鉆探的“年輕參與者”,，“夢(mèng)想”號(hào)在設(shè)計(jì)之初，就充分吸取了“決心”號(hào)和“地球”號(hào)的經(jīng)驗(yàn)與啟示,。幾個(gè)數(shù)據(jù)讓人印象深刻,。
一是噸位上，“夢(mèng)想”號(hào)的總噸33000,，與“地球”號(hào)相比輕了近一半,，有效節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本?！皦?mèng)想”號(hào)雖然噸位“小”,，但是利用鉆機(jī)主體固定,、鉆材堆場(chǎng)，營(yíng)運(yùn)設(shè)施共享等技術(shù)手段,，實(shí)現(xiàn)可變載荷15000噸,，可變面積達(dá)3000多平方米，比“地球”號(hào)提升三分之一,。二是吃水淺,。9.2米的吃水線，保證了我們可以在世界上絕大部分的深水碼頭做補(bǔ)給,，具備全球無(wú)限海區(qū)作業(yè)能力,，覆蓋了更廣闊的科考區(qū)域。這些都需要在設(shè)計(jì)伊始就考慮到,，才能保障入列后的“夢(mèng)想”號(hào)發(fā)揮最大的效能,。
要推動(dòng)海洋科技實(shí)現(xiàn)高水平自立自強(qiáng)，就要加強(qiáng)原創(chuàng)性,、引領(lǐng)性科技攻關(guān)，把裝備制造牢牢抓在自己手里,?！皦?mèng)想”號(hào)大洋鉆探船在設(shè)計(jì)建造過程中，先后攻克了一系列技術(shù)難題,，自主研發(fā)了150余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，取得130項(xiàng)發(fā)明專利，推動(dòng)我國(guó)海洋科技向創(chuàng)新引領(lǐng)型轉(zhuǎn)變,。
2020年5月,，“夢(mèng)想”號(hào)完成初步設(shè)計(jì)；2021年11月,，啟動(dòng)建造,；2022年12月，實(shí)現(xiàn)主船體貫通下水,；2023年12月,，正式命名并順利完成首次動(dòng)力試航；2024年10月,，完成綜合試航,，并在同年11月，正式入列,。
“夢(mèng)想”號(hào)的設(shè)計(jì)建造不負(fù)眾望,，它構(gòu)建起我國(guó)自主的超深水鉆探裝備設(shè)計(jì)建造技術(shù)體系，為我國(guó)船舶制造企業(yè)積累了大量的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)能力,，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,。入列后,，可為我國(guó)深海資源勘探、關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā),，以及全球科學(xué)家開展大洋科學(xué)鉆探研究提供重大平臺(tái)支撐,。
無(wú)獨(dú)有偶，美國(guó)的“決心”號(hào)也恰好在“夢(mèng)想”號(hào)入列前不久宣布退役,，大洋鉆探船迎來(lái)了“新老交接”,。科學(xué)方面,，如何更好地接續(xù)大洋鉆探的任務(wù)與使命,，深度參與其他國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，共同拓展人類知識(shí)邊界,，是當(dāng)前“夢(mèng)想”號(hào)必須回應(yīng)的課題,。
技術(shù)層面，深?！叭睢碧綔y(cè)等關(guān)鍵技術(shù)亟待突破,，海陸聯(lián)合鉆探模式還需優(yōu)化；國(guó)際合作方面,，如何在《2050年科學(xué)框架：科學(xué)大洋鉆探探索地球》框架下,，與世界科學(xué)家一道，利用好“夢(mèng)想”號(hào)大洋鉆探船,，共同部署開展探測(cè)地球深部,、預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化、評(píng)估地震和海嘯災(zāi)害,、診斷海洋健康,、探索生命及其起源的相關(guān)課題；新十年階段的IODP計(jì)劃路在何方,？前路漫漫,，道阻且長(zhǎng)。
人類對(duì)星辰大海,、自然極限的探索從未止步,。中國(guó)，作為全球科技進(jìn)步的重要推動(dòng)者,，正堅(jiān)定地邁向海洋強(qiáng)國(guó)之列,。這一愿景不僅關(guān)乎國(guó)家科技實(shí)力的彰顯，更是推動(dòng)科技創(chuàng)新,、提升綜合國(guó)力,、保障國(guó)家安全的關(guān)鍵一環(huán)。期待依托“夢(mèng)想”號(hào)，提升我國(guó)“深海進(jìn)入,、深海探測(cè),、深海開發(fā)”能力，切實(shí)提高保障國(guó)家能源資源安全和服務(wù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的能力,，為建設(shè)海洋強(qiáng)國(guó),、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)海洋地質(zhì)力量。
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人類“掘心”地球前史
——“決心”號(hào)與“地球”號(hào)的深?？瓶脊适?/strong>
在深?？瓶碱I(lǐng)域，美國(guó)的“決心”號(hào)（JOIDES Resolution）和日本的“地球”號(hào)（Chikyu）是兩艘聞名遐邇的大洋鉆探船,，它們以其卓越的性能和科考成果,，為人類探索地球深處的奧秘作出了卓越貢獻(xiàn)。
美國(guó)“決心”號(hào)
“決心”號(hào)的前身是美國(guó)Sedco公司和英國(guó)石油公司所屬的一艘商用石油勘探船,，1985年改裝成為大洋鉆探計(jì)劃專屬鉆探船,，并改名為“喬迪斯·決心”號(hào)。其中,，“喬迪斯”譯自地球深部取樣海洋研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合體的英文簡(jiǎn)稱JOIDES,，“決心”則是為了紀(jì)念18世紀(jì)英國(guó)著名探險(xiǎn)家詹姆斯·庫(kù)克率領(lǐng)“HRM決心號(hào)”探索太平洋與南極地區(qū)的冒險(xiǎn)精神。
在近40年的服役生涯中,，“決心”號(hào)的足
跡遍布世界各地,，為大洋鉆探立下了汗馬功勞。從1985年到2003年,，這個(gè)大洋鉆探“老兵”共實(shí)施了111個(gè)航次的調(diào)查。2022年,，“決心”號(hào)在北大西洋和伊比利亞西南邊緣海域進(jìn)行鉆探,，獲得了6176.7米的海洋沉積物巖心，為北大西洋氣候的研究提供新材料,。
“決心”號(hào)與中國(guó)也有不小的淵源,。2017年6月，“決心”號(hào)返回中國(guó)上海的碼頭,，圓滿完成了由中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的南海大洋鉆探科考任務(wù),。此次任務(wù)共鉆探17個(gè)鉆孔，總鉆探深度達(dá)7669.3米,，成功獲取2542.1米具有極高科學(xué)價(jià)值的沉積物,、沉積巖、玄武巖和變質(zhì)巖寶貴巖心,。這些鉆探結(jié)果揭示了南海獨(dú)特的“中度巖漿型”張裂過程,，豐富了對(duì)大陸破裂機(jī)制的科學(xué)認(rèn)識(shí)。
“地球”號(hào)是日本制造的世界上第一艘采用立管鉆探方式的深海探測(cè)船。這個(gè)系統(tǒng)可控制鉆管先行深入海中,，與防止海水和泥漿噴射的防噴裝置連接,，鉆頭順著鉆管直達(dá)海底地層，提升鉆井深度,。
日本“地球”號(hào)
? ? ?“地球”號(hào)是一個(gè)“破紀(jì)錄”型選手,。2012年，“地球”號(hào)在日本宮城縣牡鹿半島外220公里的海域執(zhí)行任務(wù)時(shí),，鉆頭下探了856.5米,，創(chuàng)下總深度7740米鉆探紀(jì)錄，也是當(dāng)時(shí)世界上最深的海底鉆探紀(jì)錄,。2024年9月22日,，“地球”號(hào)在日本海溝水深6897.5米處向下鉆探980米，自海面探測(cè)深度達(dá)7877.5米,，又刷新了自己的深?？茖W(xué)鉆探紀(jì)錄。
在日本“3·11”大地震,、東日本大地震等地震研究中,，研究人員通過分析從海底采集的柱狀樣本，調(diào)查巖石被壓縮和粉碎的情況,，計(jì)算震源附近的板塊溫度,，為測(cè)定地震能量、理解地震發(fā)生機(jī)制提供了重要資料,。
近年來(lái),，隨著科技的進(jìn)步和國(guó)際合作的深入，“決心”號(hào)和“地球”號(hào)在深?？瓶碱I(lǐng)域發(fā)揮著重要作用,。這些科考成果不僅增進(jìn)了我們對(duì)地球深部結(jié)構(gòu)及其物質(zhì)組成的了解，也為預(yù)測(cè)和防范地震等自然災(zāi)害提供了科學(xué)依據(jù),。隨著“夢(mèng)想”號(hào)大洋鉆探船的入列,，我們期待它與國(guó)際科學(xué)家一道，共同為人類探索未知世界貢獻(xiàn)力量,。
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