半島全媒體記者 王麗平
我們認(rèn)識地球的腳步可以走多遠(yuǎn)？上可九天攬?jiān)拢驴晌逖笞谨M，我國探索海洋的腳步正逐漸走向深遠(yuǎn)海。而大洋鉆探是我們認(rèn)識海洋的重要手段，巖心則是海洋科學(xué)家進(jìn)行海洋學(xué)研究的重要材料。日前，中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所的大洋鉆探巖心庫已經(jīng)試運(yùn)行，該巖心庫是我國目前最大的大洋鉆探巖心庫，儲存了巖心樣品近7萬件，妥妥的海洋“藏寶閣”。在第54個世界地球日來臨之際，記者走入這個“藏寶閣”，一探究竟。
數(shù)字化巖心庫存儲7萬件樣品
4月19日，記者來到中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，探訪大洋鉆探巖心庫。
(相關(guān)資料圖)
大洋鉆探巖心庫是一個外觀呈白色的龐大建筑物，總占地面積6800平方米，分常溫庫和低溫庫兩個庫房。
走入巖心庫會瞬間感覺自己的渺小，巖心庫高16米，有10層貨架，每層貨架內(nèi)放著1米規(guī)格的25盒橙色巖心盒，每盒可擺放兩根1米的巖心。一整面橙色貨墻非常震撼。
雖然巖心庫面積大、儲藏量大，卻只有兩名工作人員負(fù)責(zé)，周一博就是其中之一。
周一博告訴記者，大洋鉆探巖心庫是自動化、智能化、信息化的數(shù)字化巖心存儲和科學(xué)研究場所，其倉儲規(guī)模、溫控系統(tǒng)、巖心檢測分析能力都處于領(lǐng)先地位。目前儲存了該所幾十年來大陸架科鉆井的巖心、深海沉積物、多金屬結(jié)核等近7萬件樣品，這是我國目前最大的大洋鉆探巖心庫。
周一博帶記者來到常溫庫，這個占地2500平方米的庫房共設(shè)3300個庫位，可存放巖心198000米。位于常溫庫對面的就是低溫庫，占地2500平方米，目前一期建設(shè)576個庫位，可以存放31000米巖心，低溫庫配備了青島海洋地質(zhì)研究所自主研發(fā)的獨(dú)立智能控溫系統(tǒng)。
“智能低溫庫模擬海底環(huán)境、溫度，不僅可以隨意調(diào)整模擬環(huán)境，而且安全性高，內(nèi)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可以自動調(diào)節(jié)貨柜內(nèi)的溫度。”周一博說，智能低溫庫能夠?qū)Ｑ筱@探出來的物品進(jìn)行精準(zhǔn)管理，實(shí)時(shí)監(jiān)控，為來自海洋深處的樣品締造了一個適宜的環(huán)境。
此外還有占地1800平方米的實(shí)驗(yàn)測試區(qū)，包含了全直徑巖心切剖機(jī)、巖心綜合測試系統(tǒng)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡等先進(jìn)地學(xué)測試儀器。
而周一博最長工作的地方是中控室，“大洋鉆探巖心庫配備了自動化立體倉儲系統(tǒng)，樣品的出入庫、二次取樣觀察均由機(jī)器人對樣品進(jìn)行搬運(yùn)，極大的節(jié)省了人力。”周一博說。
只見周一博按動操作臺的按鈕，機(jī)器人就將樣品運(yùn)送到傳送區(qū)，傳送區(qū)的機(jī)器手臂就將重達(dá)20kg斤的巖心盒抓取放至傳送帶上，然后由傳送帶運(yùn)至庫房另一側(cè)，并安放到所屬庫位。
打開海洋無字天書的鑰匙
為何對巖心如此“厚待”，需要專門建立一座如此龐大的巖心庫呢？
“它就像一把打開海洋無字天書的鑰匙，通過提取不同信息，可以解開大自然封存的諸多秘密。”自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所深海地質(zhì)與礦產(chǎn)室正高級工程師胡剛說。
胡剛介紹，巖心是海洋科學(xué)家進(jìn)行海洋學(xué)研究的重要材料，可以說是探究海洋環(huán)境演化和開展古環(huán)境古時(shí)候重建的“檔案室”。
胡剛進(jìn)一步解釋，巖心是縱向海洋沉積過程的自然結(jié)果，一般會代表一定地質(zhì)時(shí)間尺度的沉積演化過程，我們通過不同的環(huán)境多參數(shù)指標(biāo)就可以進(jìn)行諸如海平面變化、氣候溫暖寒冷變化、季風(fēng)強(qiáng)度變化和降水量多少的研究，從而為開展古環(huán)境重建并預(yù)測未來變化趨勢提供科學(xué)保障。
記者發(fā)現(xiàn)，入庫的巖心樣品都是被切剖成兩半的半圓柱體，看記者有所疑惑，胡剛解釋說，巖心樣品送達(dá)庫房之前，首先進(jìn)行樣品縱向切剖，一半為正樣，一半為副樣。對正樣進(jìn)行分樣處理，根據(jù)項(xiàng)目測試需求進(jìn)行分取后送至各個實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試工作。副樣入庫前需進(jìn)行巖心數(shù)字化數(shù)據(jù)采集，副樣和剩余正樣信息錄入系統(tǒng)后入庫。
發(fā)現(xiàn)幾億年前的巖石
2800米巖心，海洋科鉆世界之最
在一眾巖心樣品中，有幾處巖心被著重標(biāo)注了出來，“這部分巖心對我們來說有著重要意義。”自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所海洋基礎(chǔ)地質(zhì)室副主任梅西說，“這是我們利用自主設(shè)計(jì)制造的‘探海一號’輕型平臺累計(jì)500多天施工，鉆取的2800多米的寶貴巖心，最難能可貴的是巖心內(nèi)發(fā)現(xiàn)了很好的油氣顯示，也就是說通過研究這些巖心，探到我國南黃海海底存在油氣資源，這對于我們在南黃海尋找油氣資源有很好的指引作用。”
記者觀察發(fā)現(xiàn)，這些巖心呈灰色、墨色相間，被縱剖成半圓柱體，長短不一，從縱剖面可以看出不同顏色形成的紋理。“這些墨色巖心就表明這里有油氣。”梅西說。
據(jù)了解，國際上,科學(xué)鉆探分為大洋鉆探和大陸鉆探。大洋鉆探關(guān)注的更多是深海大洋的科學(xué)問題，而大陸鉆探則關(guān)注的是大陸的科學(xué)問題。
而大洋和大陸之間的大陸架是海陸交互作用最強(qiáng)烈的地區(qū)，蘊(yùn)藏有豐富的礦產(chǎn)資源，面臨眾多環(huán)境地質(zhì)問題，是破解海陸演化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所于2011年提出了大陸架鉆探計(jì)劃（CSDP），其目的是解決大陸與大洋的銜接問題，回答由大陸到陸架及由陸架到大洋的一系列過程事件，探索資源與環(huán)境問題。梅西主要就是參與大陸架鉆探的工作。
南黃海大陸架科學(xué)鉆探是該計(jì)劃的首個項(xiàng)目，近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所在南黃海分別實(shí)施了CSDP-1井和CSDP-2井兩口科探井。
“這些巖心就是從第二口科探井中鉆探出來的，它形成于幾億年前，年代非常久遠(yuǎn)。”梅西說，這個鉆孔的單孔取心總長度目前為海洋科鉆的世界之最，井底地層為下志留統(tǒng)高家邊組（一種地層名稱），刷新南黃海鉆遇最古老地層為石炭系的紀(jì)錄。
梅西于2015年參與了鉆探的海上作業(yè)，“我的主要工作是對取出的巖心進(jìn)行描述、鑒定等，掌握第一手資料。”
梅西介紹，其實(shí)在CSDP-2井之前，南黃海已經(jīng)實(shí)施了27口油氣探井，其中7口鉆遇中-古生界海相地層，但均未發(fā)現(xiàn)油氣顯示。中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所經(jīng)過多年論證，成功在南黃海實(shí)施了CSDP-2井的鉆探取樣，發(fā)現(xiàn)油氣顯示共62處，其中富含油10處，這是首次在南黃海中-古生界海相地層中發(fā)現(xiàn)油氣顯示，通過對烴源巖和儲層等系統(tǒng)分析，指出4套地層為主力烴源巖層和3套有效儲層，提出“四源三儲多期”油氣成藏模式。
認(rèn)識海洋逐漸走向深藍(lán)
隨著經(jīng)略海洋不斷向縱深發(fā)展，我們對海洋的探索逐漸駛向深藍(lán)，大洋科學(xué)鉆探就是認(rèn)識深藍(lán)的一項(xiàng)重要方法。
自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所深海地質(zhì)與礦產(chǎn)室正高級工程師胡剛介紹，大洋科學(xué)鉆探計(jì)劃是地球科學(xué)領(lǐng)域迄今歷史最長、規(guī)模最大、影響最深、成效最大的國際科學(xué)合作研究計(jì)劃，也是引領(lǐng)當(dāng)代國際深海探索的科技平臺。
要想進(jìn)行大洋科學(xué)鉆探，首先需要進(jìn)行選址，胡剛主要負(fù)責(zé)大洋鉆探前期選址工作，他介紹目前青島海洋地質(zhì)研究所主要在印度洋、南海、西太平洋進(jìn)行了大洋鉆探選址，聚焦兩洋一海，也是我國海上絲綢之路沿線的重要區(qū)域。
為何在這些地方選址呢？胡剛說，以印度洋孟加拉扇地區(qū)為例，它是沉積物厚度、河流物質(zhì)輸入最大的海灣地區(qū)，其包含青藏高原隆升的全時(shí)序沉積過程，所以從此處鉆探出的巖心也能了解青藏高原的隆升過程，讓我們更好地了解地球。
其實(shí)，胡剛最初研究的方向是河口地質(zhì)，到海地所工作后開始研究大陸架地質(zhì)，后來跟隨國家發(fā)展戰(zhàn)略，開始研究深海地質(zhì)，“自己的知識儲備也逐漸由河口到大陸架再向深海拓展。”胡剛個人研究方向的變化也是我國向深海探索的一個縮影。
“個人的發(fā)展與時(shí)代息息相關(guān)，我切實(shí)感覺到我國在經(jīng)略海洋方面正大踏步地向前邁進(jìn)，我們探索海洋的腳步逐漸走向深藍(lán)，作為科研工作者也對我們的地球有更多了解。”胡剛說，未來海洋地質(zhì)研究所的大洋鉆探巖心庫將會有更多我們自己鉆探出的巖心，對認(rèn)識深海有著重要意義。