【环球时报报道 记者 刘扬】11月17日，由我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列，标志着我国深海探测关键技术装备取得重大突破。围绕“梦想”号将如何助力我国深海研究，以及将在拓展国际海洋合作方面发挥怎样的独特作用等话题，《环球时报》记者18日专访了国际大洋发现计划（IODP）中国办公室主任、同济大学海洋与地球科学学院副院长拓守廷。
“梦想”号（视觉中国）
为何要研制“梦想”号
拓守廷对《环球时报》记者表示，“梦想”号的入列标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发方面迈出了重要一步，是我国海洋科技高水平自立自强的重要装备保障。此前，只有美国（“决心”号）和日本（“地球”号）拥有专用的科学钻探船。大洋钻探船是海洋科学领域的“航空母舰”，现在中国科学家也拥有了自己的大国重器。
对于为何中国要研制自己的钻探船，拓守廷表示，大洋钻探计划最早由美国于1968年发起，经历了四个发展阶段，现阶段国际大洋发现计划（IODP）已于今年9月结束，大洋钻探国际合作进入新时期。后续，欧洲和日本正在组织发起欧日主导的国际大洋钻探计划（IODP3），将继续凭借日本“地球”号钻探船和欧洲“特定任务平台”（根据不同的科学目标租船）在全球组织航次。我国则正在发起自己主导的国际大洋钻探计划，围绕国家战略需求并结合地球系统科学前沿，提出中国大洋钻探面向2035年的科学目标和优先研究领域，未来将通过“梦想”号等装备自主组织航次，与欧日IODP3合作，联合引领世界大洋钻探。
“梦想”号的未来计划
根据公开报道，“梦想”号长179.8米，宽32.8米，排水量4.26万吨，续航力1.5万海里，自持力120天，载员180人，全球海域无限航区，可在6级海况下正常作业、16级超强台风下安全生存，满足全球主要海域桥梁通行及码头停靠条件。该船采用“模块化”设计理念，攻克多项世界级技术难题，以“小吨位”实现“多功能”，国际首次创新集成大洋科学钻探等多种功能。据了解，“梦想”号钻采系统国际领先，最大钻深可达1.1万米，有望助力全球科学家实现“打穿地壳、进入地球深部”的科学梦想。
对于“梦想”号后续工作计划，拓守廷表示，未来中国将依托“梦想”号等钻探船和装备在全球海域执行国际大洋钻探航次，在上海临港建设运行国际大洋钻探岩芯实验室，与其他国家的科研团队共同开展研究，共享资源和成果，推动全球大洋钻探事业发展。
据介绍，我国将以深钻、深网（海底观测网）、深潜“三深联合”的多元化形式代替传统的一元化钻探形式，加强与其他深海探测技术和装备的协同作业，形成科学与技术并重的中国大洋钻探特色优势，大幅提升我国在深海科学基础研究、深海观测探测以及智能装备等领域的创新能力，全面深化对深海的认识和理解。利用“梦想”号这一重大科技平台，培养和锻炼我国大洋钻探专业人才队伍，吸引更多科研人员参与到深海钻探研究中来。
我国于1998年加入国际大洋钻探，20多年来，我国为国际大洋钻探做出突出贡献。拓守廷表示，由中国科学家设计领导的南海四个大洋钻探航次，在南海深部取得一系列突破性成果，使南海成为钻探程度最高的边缘海，为全球海洋科学研究做出了重要贡献，提升了国际海洋科学界对中国科研实力的认可。
据拓守廷介绍，20多年来，全国各系统40多家单位170余位科学家上船参加航次，数千人队伍参与相关研究，逐渐培养了一支具有一定规模、较高水平和国际视野的深海科技研究队伍。近年来，我国在大洋钻探装备和技术方面也取得了长足进步。目前已拥有“梦想”号深水钻探船、“海洋地质十号”浅水钻探船和“海牛号”海底钻机等体系完整的钻探船和装备。
助力全球科学家“打穿地壳、进入地球深部”
地球由内到外分为地核、地幔和地壳。莫霍面是地壳与地幔的分界面，但人类活动和科学探索一直局限于地壳表层。随着深度增加，钻探难度因岩石硬度、温度和压力的增加而加大，因此人类从来没有成功打穿过这个界面。
国际大洋发现计划367航次首席科学家、广州海洋地质调查局研究员孙珍表示，当时我们发起国际大洋钻探的目标就是想打穿莫霍面，它位于距离海底6公里左右的深度，看似不远，实际上很遥远。深海环境恶劣，实施作业难度大、成本极高，需要很好的保障系统，人类“钻穿莫霍面”的梦想已近60年，实际上只钻透了不到1/3的深度。要想实现它，不能仅依赖老的思想和工艺，一定要有新型科考船。
根据计划，“梦想”号将在未来两年内完成大洋钻探首钻。拓守廷表示，“梦想”号作为全球最先进的大洋钻探船之一，具备强大的钻探能力、完善的实验室设施和先进的信息化系统，将为国际海洋科研合作提供一个高端共享平台。
人类的三大梦想？入地篇：深入地球深部的望远镜
在了解科学钻探--深入地球深部的望远镜之前，我们先了解一下地球相关知识。
NO1. 地球由哪些圈层构成？
人类借助 地震波 来研究地球的组成，地震波的传播速度总体上是随着深度而递增变化的，但是其中出现了两个明显的波速不连续界面，它们是 莫霍面 和 古登堡面 ，因此地球的内部结构以莫霍面和古登堡面为分界划分为 地壳、地幔、地核 三个圈层。
那么地壳有多厚呢，根据地震波速度测算， 大陆地壳 平均厚度大约为33公里， 大洋地壳 的平均厚度是7公里， 地壳整体平均厚度是17公里。
NO2. 大洋钻探的 历史 及成就：
科学钻探的开始——莫霍面计划。 美国的莫霍面钻探计划是世界上第一个科学钻探计划。 它的目的是要钻透莫霍面，揭开地壳下面地幔的秘密，实现地学研究的重大突破。
该计划首先于1961年3-4月在墨西哥西岸瓜达卢佩海湾实施了5口钻井，最深的井从水深3566米的洋底向下钻井183米，其中前170米为中新世的沉积物，向下则为玄武岩， 这是人类首次从洋底用钻探方法获取的玄武岩样品 。 但是由于实施该计划技术难度大且费用高昂，1966年8月美国国会投票否决了对该计划的拨款预算，计划宣告终止。 该计划虽然中途夭折，但对于地球科学的发展起了不可估量的作用，它开启了科学钻探的先河，证明了实施深海钻探，获取洋底的沉积层和基岩样品在技术上是可行的。
莫霍面钻探计划告终后， 深海钻探计划开始了 。 该计划是20世纪60年代中期开始的一项全球性大洋钻探计划，是在大洋和深海区进行钻探，通过获得的海底岩心样品和井下测量资料来研究大洋地壳的组成、结构、成因、 历史 及其与大陆关系的一项海底地球科学研究计划。
该计划取得了丰硕的成果，深海钻探取得的大批资料弥补了近代地质学在深海地质方面的空白，验证了海底扩张说和板块构造学说的基本论点，提供了中生代（2亿年）以来古海洋学的第一手资料，极大地推动了海洋地质学的发展，对近代地质理论和实践做出了卓越的贡献。
深海钻探工作开始于1968年，在几年的时间了，格罗玛挑战者号钻探船在世界各个大洋进行了广泛的钻探和取样。 深海钻探证实，深海沉积物由大洋中脊向两侧由无到有，由薄到厚，深海沉积物最老年龄不大于1.7亿年，证明大洋中脊是地幔物质上涌的通道，上升的地幔物质冷凝形成新的洋壳，并推动先形成的洋壳向两侧扩张。
深海钻探计划后，人类又实施了 大洋钻探计划 。 大洋钻探计划(ODP)是1985年至2003年实施的，通过钻探取得的岩心来研究大洋地壳的组成、结构以及形成演化 历史 的国际科学合作钻探计划。 这是一项通过在大洋底部钻探以进入地球内部采集洋底沉积物和岩石样本进行基础研究的国际合作项目，是深海钻探计划(DSDP)的延伸。
1998年春，中国正式加入ODP，成为第一个“参与成员”。 我国著名地质学家汪品先院士等提出了大洋钻探建议书“东亚季风 历史 在南海的记录及其全球气候影响”，作为ODP第184航次，于1999年春天在南海顺利实施。 作为中国海的首次大洋钻探，184航次是根据中国学者的思路、在中国学者主持下、以中国人占优势的情况下实现，无疑是我国地球科学界的一大胜利，标志着我国在这一领域的研究已跻身国际先进行列。
这次深海探测取得如下成果：（1）在不同时间尺度上建立起了西太平洋区迄今为止最佳的深海地层剖面；（2）揭示了气候周期演变中热带碳循环的作用；（3）查明东亚季风演变的深海记录；（4）为研究南海盆地演化提供了沉积学证据。
综合大洋钻探计划（IODP）是以地球系统科学思想为指导，计划打穿大洋壳，揭示地震机理，查明深海海底的深部生物圈和天然气水合物，理解极端气候和快速气候变化的过程，为国际学术界构筑起新世纪地球系统科学研究的平台，为实现深海新资源勘探开发、环境预测和防震减灾等实际目标服务。 它将为我们人类了解海底世界、研究地球变化、勘探各种资源（矿产资源、油气资源和生物资源等）开辟了一条新途径。
“地球号”是日本制造的世界最大深海钻探船。 它能够在大地震发生等区域进行高深度钻探作业，被称为“人类 历史 上第一艘”多功能科学钻探船。 据报道，“地球号”钻探船已成功钻探至海底3260米深度，打破了之前的记录。
NO3. 大陆科学钻探的 历史 及成就：
A. 科拉超深钻
科拉超深井 是前苏联于1970年在科拉半岛邻近挪威国界的地区开始的一项科学钻探，其中最深的一个钻孔SG-3达到12，262米，是目前世界上最深的大陆科学钻探井。
科拉超深钻起于美苏争霸。 当时，前苏联出于与美国竞赛和科研的目的挖掘了这口井，是冷战期间最奇怪的一种竞赛。 科学家在1970年开始勘探，试图打败美国，先探测到莫霍面。
科拉超深钻于1970年5月24日开钻，1979年6月钻进深度达9583米，打破美国记录；1980年7月，钻进深度达到米；1983年，达到米，举国欢庆近1年，1984年恢复钻井；1984年9月，钻进深度达到米，但是当时发生了严重的事故，5000米钻杆断落井下，从米开始，每钻进一米都举步维艰，到1989年，钻进深度达米时终孔。
B. 德国超深钻
德国大陆科学钻探计划（KTB钻）位于巴伐利亚州，其目的是通过施工科学超深井获取地学信息，进行关于地壳较深部位的物理、化学状态和过程的基础研究和评价，以了解内陆地壳的结构、成分、动力学和演变。
1977年提出，经过10年考察、论证、选址，于1987年9月18日至1989年4月4日完成先导孔（4001米）施工；1990年10月6日至1994年10月12日完成主孔（9101米）施工。
来自12个国家400多位科学家共执行了200多项地学研究项目，弄清了深部岩层中地震反射体的本质，证实地表或浅层进行地震法研究的结果不能用于深部。
对于大陆科学钻探来说，1996是非常有纪念意义的一年。 1996年2月由德国、美国和中国发起成立了“国际大陆科学钻探计划（ICDP）”，至今已有近20个国家和团体加入该计划。
C. 中国大陆科学钻探的成就：
此后，在ICDP的资助下，中国先后实施了中国东海大陆科学钻探工程、青海湖科学钻探工程和松辽盆地科学钻探工程。
（1）东海科学钻探1井
中国东海大陆科学钻探1井是我国第一口大陆科学钻探井，该项工程的首席科学家是许志琴院士。
中国东海科学钻探1井地理位置位于江苏省东海县，大地构造位置位于苏鲁-大别超高压变质带内。 苏鲁-大别超高压变质带是华北、扬子两大板块汇聚、碰撞的产物，是研究大陆动力学的绝佳素材，所以这里是众多地质学家关注的焦点、研究的前沿。
该工程的总体思路是运用现代钻探的高新技术，通过连续取芯，原位测试，进行全方位的多学科的三维动态研究。 解决板块会聚边界的深部动力学及现代地壳作用等关键科学问题，建立亚洲第一个地下长期观测实验站。 目的是 揭示大陆板块汇聚边界的深部物质的组成与结构 ； 揭示超高压变质岩的形成与折返的过程与机理；建立结晶岩地区地球物理理论模型和解释标尺； 探索 地下的生物圈和水圈。
中国大陆科学钻探工程于2001年6月开钻，2005年4月竣工，钻进深度为5158.48米。
该工程成果十分丰硕，通过对东海科学钻探1井岩心取样分析、研究测试，首次在建立高压-超高压变质带上见了由岩性、构造、地球化学、氧同位素、构造变形、矿化、岩石物性、测井、地震VSP、地下流体和微生物等60条剖面组成的系列“金柱子”。
同时，在不同岩性的岩石中发现了 “柯世英”、“金刚石” 包体，通过研究，地质学家揭示了苏鲁-大别超高压变质带的形成机理：认为两大板块汇聚碰撞时，扬子板块俯冲到华北板块下部，在俯冲过程中，地表的物质、甚至深部物质（如下地壳、上地幔）同样也卷入了其中，向下运移到地表100公里以下，在高温高压作用下形成超高压变质矿物，这些矿物而后又折返回地表。 从而建立了高压-超高压变质带陆-陆碰撞俯冲折返模式。
（2）“松科2井”
“松科2井”是目前亚洲最深的大陆科学钻探井，首席科学家是王成善院士。
“松科2井”地理位置位于黑龙江省安达市，构造位置位于松辽盆地，它是全球第一口钻穿白垩纪陆相地层的大陆科学钻探井。 “松科2井”于2014年开钻，钻进深度为7018米。 松辽盆地作为研究对象，特点突出，面积大、地层沉积厚度大，是研究白垩纪古环境、古气候的绝佳场所。
截止目前，主要取得了如下进展：
（1）发现松辽盆地深部清洁能源（干热岩）具有良好的勘探开发前景，深部具备非常规天然气资源的开发潜力；
（2）建立了白垩纪重要地质 历史 档案，发现白垩纪气候变化的主要控制因素，捕捉到白垩纪陆相气候剧烈波动的重要信息，这对进一步研究和预测未来全球气候变化意义重大，同时为白垩纪晚期的生物灭绝事件提供了依据。
（3）发现了松辽盆地多次、短期海侵事件的新证据，提出了白垩纪海侵事件是有机质富集和烃源岩形成的重要因素之一的新认识，丰富了白垩纪陆相生油理论。
（4）初步建立完整的松辽盆地陆相地层标准剖面，为开展区域性和全球地层对比研究提供了重要的陆相“标尺”。
（5）揭示了松辽盆地深部地质构造特征，发现了古大洋板块俯冲、聚合的深部证据，构建了盆地演化新机制，为松辽盆地成因再认识及深层油气勘探提供了理论指导。
NO4. 未来入地工程的发展方向
（1）在地下空间利用方面，利用 钻探、物探、化探、遥感 等多种手段，开展地质调查工作，摸清地下信息，给浅部地球做一次体检，摸清地下的地质情况，为地下空间规划提供第一手资料。
（2）在拓展找矿空间，保障资源安全方面，目前我国绝大多数矿山的开采范围在0-1000m，利用深部钻探、物探、化探、遥感等多种手段，建立深部找矿模型，了解地下1000-3000m范围内的资源状况，拓展第二找矿空间也是未来发展的方向。
（3）在地质科学研究方面， 继续实施大于5000m的深部钻探工程（如东海大陆科学钻探1井、“松科2井”），解决资源、环境、灾害等重大地质科学问题同样仍然是未来“入地”工程的重点和发展方向。 而且任重道远。
