人民日报:通向白垩纪的时空隧道

来源:人民日报 作者:吕庆田 胡郁乐 汪伟 发布时间:2018-06-11

近日在黑龙江省安达市,井深达7018米的松科二井工程胜利完井。该井是亚洲国家组织实施的最深大陆科学钻井,也是国际大陆科学钻探计划(ICDP)成立22年来实施的最深钻井。它不仅创造了深部钻探技术4项世界纪录和两项重大突破,而且获得了白垩纪陆地古气候演变规律的重要证据,成为科学家们研究白垩纪气候环境变化等问题的时空隧道。

盘古何时开天地,沧海为何变桑田?层层叠叠的岩层像大树的年轮,记录着地球演变的历史长卷。地层中的堆积物代表着不同时间标尺和地质年代的自然地理状态、环境(如温度、光照等)、地质事件。即使薄如纸张的某个地层,都可能包含了大量地质信息,或映射了某个地质事件的发生,1厘米的地层资料可蕴含数千乃至上万年的地质信息,像磁带一样记录了特定地质年代地表环境与气候的演化过程。这些奥秘的探索对人类生存和发展意义重大。

科学钻探由此成为了“伸入地球深部的望远镜”,是入地之门的钥匙。钻探不易。“凿井者,起于三寸之坎,以就万仞之深”。地球深部的“三高”(高温、高压、高应力)是制约钻探深度的瓶颈问题,钻探深度越深,难度越大。近几十年来,科学钻探成为飞速发展的科学工程,“入地”的深度代表着国家的综合实力。美国、前苏联、德国都曾创造纪录。1996年ICDP成立,德国、美国和中国是第一批成员和发起国。此后中国科学钻探发展迅速,刚刚完钻的松科二井历时4年,获取岩心4135米,岩心采取率达96.61%。钻探采取的岩心是宝贵的,通过钻取的岩心,人们可以复原地层,提取有用信息,建立地层深度标尺,破解地球的历史密码。

通过岩心复原,松科二井科学钻探工程首次建立了白垩纪最完整、最连续高清晰度的陆相地层“金柱子”,成为了白垩纪的标尺和标杆。白垩纪指约1亿4550万年前至6550万年前。这时期地球变得温暖、干旱,平均气温和二氧化碳含量都比现在要高。许多新的恐龙、最大的恐龙出现。值得一提的是,白垩纪—古近纪生物大绝灭是发生在6600万年之前的一次大规模生物绝灭事件,地球上约75%的动物与植物都在这次生物浩劫中消失。通过对松科二井深部信息资料的研究,科学家发现当时气候出现巨大波动,捕捉到大规模火山爆发排放二氧化碳引发陆相气候剧烈波动的重要信息,证实了气候快速变化是导致恐龙灭绝的诱发因素。小行星撞击地球发生在此后,可能是压垮骆驼的最后一根稻草。

此外,科学家还在松辽盆地深部发现了两种具有良好开发前景的清洁能源资源,包括深部页岩气资源和盆地型地热资源,这也是科学钻探实实在在的收益。

(作者单位:中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心)

《 人民日报 》( 2018年06月11日 22 版)