海洋强国，中国还缺自己的大洋钻探船

6月12日，由中国科学家建议、设计并主导的我国第三次南海大洋钻探圆满完成IODP367和368两个航次的科考任务，顺利返抵上海。担任本次大洋钻探作业的美国“决心号”钻探船，也是国际大洋钻探船首次停靠中国大陆港口。

据同济大学海洋与地球科学学院院长、368航次首席科学家翦知湣介绍，此轮南海大洋钻探聚焦南海扩张之前的大陆破裂，旨在探讨“陆地如何变成海洋”这一基础科学问题，同时也为南海北部油气勘探战略中的关键问题寻求科学答案。在历时4个月的科考活动中，“决心号”钻探船在南海北部海域一共钻探7个站位17个钻孔，总钻探深度达7669.3米，在其中6个站位成功获取2542.1米具有极高科学价值的沉积物、沉积岩、玄武岩和变质岩岩芯。

遗憾的是368航次第三站原计划钻探到南海稳定扩张期洋盆，打下IODP历史上第五深的海底钻井，但由于钻机离合器出现故障，“决心”号不得不将其放弃。但离开之前，它已在海底留下了一个重返锥。这意味着，若干年后，如果有其他船只想在此继续钻探，它们可以在3800米水下找到重返锥，将钻杆重新探入海底。该航次项目经理卡洛斯意味深长的对中国科学家说到，“也许10年后，你们可以用自己的船回到这里。” 

中国需要自己的大洋钻探船。在上海市船舶与海洋工程学会之前举办的科技论坛上，翦知湣教授曾经详细介绍过国际大洋钻探船的发展历史，并披露了我国建造自主大洋钻探船的有关计划。

随着科学技术的发展，当代人类对海洋的开发利用早已不再局限于“鱼盐之利，舟辑之便”，尤其是进入21世纪以来，世界各国对海洋资源的渴求日益高涨，海洋开发的重心正在向深海与海底下移，这也促使国际海洋科学研究的“重心”也在整体下移，不断向深海与海底拓展。而要认识海底以下各种深部过程（如地震、流体等）和资源，关键还是靠深海钻探。40多年来，国际深海科技的发展历程充分证明，大洋钻探船的发展水平直接影响到一个国家的海洋科技实力；一旦掌握大洋钻探技术，就能进入深海科技的核心领域。

国际范围的深海研究始于“二战”结束之后，然而真正带来革命性变化和成果的，却是1968年美国“深海钻探”计划启动后方才出现。这项国际地球学界为期最长、影响最大的合作计划，经历了四大阶段：1968-1983年的“深海钻探计划（DSDP）”，1985-2003年的“大洋钻探计划（ODP）”， 2003-2013年的“综合大洋钻探计划（IODP）”，以及2014年刚开始的“国际大洋发现计划（IODP）”。截至目前，国际科学家在全球各大洋钻井近3千口、取芯近30万米，验证了地球板块构造理论，创立了古海洋学，揭示了地球气候演变的规律，发现了海底“深部生物圈”和“可燃冰”，导致了整个地球科学领域一次又一次的重大突破。

由于多种原因，我国虽然拥有世界上最大的地球科学研究队伍之一，但长期以来偏重陆地而不注重海洋；在海洋科学上，又偏重近岸而不注重深海。因此，深海研究已经成为制约我国地球、海洋科学进一步发展的“瓶颈”。 这一局面直到1999年才被打破，当年春季，同济大学等单位参加了以“东亚古季风”为主题的ODP南海第184航次，使我国一举进入国际深海研究的前沿。通过这次为期两个月的深海科研项目，实现了我国海域深海钻探“零”的突破，我国科学家由此开展了新生代深海地质的开创性研究，使我国地球古环境研究进入到海陆结合的新阶段，并为东亚季风演变首次建立了系统的海洋记录。除了上述基础理论研究上取得的进展，翦知湣强调指出，正是通过这次钻探研究，为我国南海油气和水合物勘探提供了地层对比的标准和布置测线的据点，从而加快推动了我国开发南海石油的步伐。

2013年10月，中国加入“国际大洋发现计划”，IODP中国办公室就设在同济大学海洋地质国家重点实验室。翦知湣介绍说，本次IODP计划强调科学新意、突出社会需求，与过去的国际大洋科研计划不同，IODP以探索地球深部、了解整个地球系统为目标，以预测未来、预警灾害为己任，展示了海洋科学乃至地球科学最前沿的诱人前景。而在技术上，IODP注重发展新手段，不再以“钻探”为限，还将开展如海底井下观测预警、海底微生物的检测、培育以及钻穿地壳、探索上地幔等新挑战。

开展大洋钻探的核心技术是钻探船，只有依靠全世界深海技术的集成，才能探索最复杂的地球和海洋科学问题。在国际大洋行动中，早期的深海钻探船均由美国提供，先后是“挑战者”号”和“决心”号，因此，40多年来，美国始终在国际大洋钻探计划中占据主导地位。其中，“挑战者”号是全世界最早开展大洋钻探的先驱，它所承担的深海钻探（DSDP）计划，证实了板块学说、创立了古海洋学，改变了整个地球科学发展的轨迹。因此，国际地球、海洋科学界称之为“一条船革了地球科学的命。”

对于目前国际上正在服役的大洋钻探船，翦知湣也做了一番详细介绍。美国的“决心”号建造于1978年，经改造后自1985年起用于大洋钻探（ODP）计划，2006年再次进行全面改造和升级，于2009年起用于综合大洋钻探（IODP）计划。该船长143米，排水量1万7千吨，井塔高61.5米，钻杆总长9150米，最大钻探水深8235米，可在海底以下钻进2000多米 。“决心”号全船可容纳60名科学家（2人/间），具有1800平方米的实验室，可开展沉积学、岩石学、古生物学、地球化学、地球物理和古地磁等方面的分析研究。该船采用电力主推进装置，其动力定位系统共有12个推进器（10个升降式可回转推进器，2个固定式首侧推装置），月池为7米长、7米宽的正方形，钻机采用非立管式设计，不用泥浆，不能防喷，简称“裸眼钻”。

2005年，日本投入5. 4亿美元建造的“地球”号加盟“综合大洋钻探计划”。日本耗用巨资建造大洋钻探船，不仅是显示其造船技术的先进强大，更是为了争夺深海科技领域的全球领导权，正如日本大洋委员会向该国首相提交的报告中所说，“如果日本因拥有此种设备（大洋钻探船）而得到在发展新兴科学中起领导作用的机会，就将意味着日本真的能在基础研究领域里为世界做出重大贡献”。 “地球” 号于2001年开工后，在日本青少年中激起了一股探求海洋秘密的热潮，并踊跃参加征集船名的活动，最后竟是一名小学生起出了“地球”号这一响亮名称，寓意“打穿地球”。 据了解，该船长210米，排水量5万7千吨，比“决心号”大了三倍，井塔高70米，钻杆总长11000米，最大钻探水深4000米，由于配备了立管钻探装备，可在海底以下钻进7000多米，因而其钻探深度也大大超过美国前辈。该船也是采用电力推进，其动力定位系统包含6个可回转推进器（3个在首部，3个在尾部），月池为22米长、12米宽的长方形，具有强大的井口防喷装置和原孔返回功能，从而可以在海底油气区块安全作业。该船可容纳50名科学家(1人/间)，拥有2300平方米实验室，科研仪器设备也更加先进。2007年，“地球”号作为全世界第一艘装备立管钻井的钻探船开始作业，其技术优势得到明显体现，2012年9月，“地球”号在海底井深 2111米处取上岩芯，这是迄今为止国际大洋钻探进尺最深的记录。

欧盟组织至今没有固定的大洋钻探船，一直采用租船作业的方式。2004年夏季，由俄国核动力破冰船“苏联号”开路，瑞典破冰船 “澳登号”碎冰 ，挪威破冰钻探船 “维京号”钻井，欧盟在北冰洋开展了大洋钻探 302航次，成功的在罗蒙诺索夫洋脊钻进到400多米深处，取得了5600万年来的气候变迁的记录，发现5000万年前的北极是个湖泊，温度为20摄氏度，有丰富的有机质埋藏，这为此后的北极油气开发提供了宝贵的地质资料，成为“综合大洋钻探”计划的最大亮点。2000年和2001年，欧盟虽曾另辟蹊径的提出“特定钻探平台”的技术方案，但均无果而终。随后，德国又提出联合建造 “北极之光”号超大型破冰钻探船的计划，该船设计长190米，可以在水深5000米处钻进海底1000米，可全年适用于南、北两极海域作业，整船造价估算约6.5亿欧元。该船原准备于2012年开工建造，2014年投入使用，但由于自2008年国际金融危机爆发以来，欧洲以及世界经济持续低迷，现在已无可能。 

数千年来，中国人对上天、入地、下海，神往已久。殊不知，人类“下海”、“入地” 的能力，远远不如“上天” 。迄今，世界上有3000 多人登顶珠峰、400 多人进入太空、12 人登上月球，但是成功下潜到马里亚纳海沟最深处的，至今只有3 人；早在1960年代，人类就登上了月球，穿越了30多万公里 ，但是入地最深的至今只有4公里多，仅相当于地球半径的 0.0006 。而大洋钻探则是“下海”再加“入地”，难上加难，因此，经过40年的大量钻探后，世界各大洋仍旧留下了大片空白；即便已经钻探的井位，也往往只打到地球的“表皮”。

我国自1998年加入国际大洋钻探计划以来，通过积极参与和学习，不断提高了大洋科学研究的意识和能力，并制定出中国IODP“三步走”的策略：第一步是要实现以我国为主的大洋钻探航次 ，这一步已经成功迈出； 第二步是试验主持大洋钻探航次，建设中国大洋钻探岩芯库，目前正在进行中；关键的第三步就是——建造我国自己的大洋钻探船。

翦知湣指出，从美国、日本、欧盟的深海科技发展轨迹中可以看出，拥有大洋钻探船是在深海科技中争取国际地位、取得重大科学突破的关键。我国现役和在建的科学考察船都不具备钻探功能，与世界海洋科技强国差距甚大，且有日趋加大的趋势。但近年来IODP出现了经费和技术两方面的新情况，在经费上，由于国际金融危机和经济增长预期下调，美、日两国政府的支持能力均有所下降，难以完成全年度的钻探计划；在技术上，挪威等北欧国家取得新的进展，可将钻机泥浆循环设备放置到海底，因而出现了钻探船可大幅度减少载重、也能实现立管钻探目标的技术可行性。翦知湣认为，如果我国能够根据发展深海科技的战略需求和现有国力，建造中国自己的大洋钻探船，既避免日本钻探船规模过大、又吸收欧美先进技术，从而建造出高效率、高水平的新型海洋科考装备，就有可能在国际海洋科技界脱颖而出，成为继美、日之后第三个拥有深海科学钻探船的国家。而一旦我国拥有自己的大洋钻探船，将会极大地促进我国深海科技的发展，加速进入国际深海研究的前沿与核心，在国际大洋钻探计划中发挥领导作用，同时也将促进我国的海洋资源开发、海洋环境保护和海洋防灾减灾、以及深海钻探装备等产业链的快速发展，为发展海洋经济、建设海洋强国做出重大贡献。他特别强调，我国的深海资源勘探目前已经走向大洋，然而，国际大洋钻探计划明确规定：回避为任何国家的资源勘探服务。因此，中国急需拥有自主的深海大洋钻探手段。

据翦知湣透露，由中国大洋协会等向国家有关部门提出的建造我国自主拥有的大洋钻探船申请，已在国家发改委初步立项，由同济大学负责牵头，经过与船舶设计研究单位的商讨，目前已初步形成了我国大洋钻探船的设想方案。该船拟设计排水量在2万吨左右，设计最大钻探深度9000米（水深4000米，地层5000米），最大工作水深6000米。该船的用途将兼顾国际大洋钻探计划、国内基础研究和产业开发等需求，将以我国边缘海和西太平洋海区为主要科研目标，涉及世界各大洋，围绕国际前沿的海洋科学问题开展钻探考察。

上海既是我国船舶与海洋工程研发、设计和建造的主要基地，也是国家级深海科技研究基地，在研究、建造我国大洋钻探船方面具有很好的合作条件。翦知湣希望双方能够紧密携手，共同推动我国大洋钻探船建造计划，以确保我国在国际海洋竞争中占领先机，为建设海洋强国提供可靠的科技支撑。

浩瀚大洋，中国钻探船就要驶来了！

来源：网络