在我国南极科考历程中,一项具有里程碑意义的成果近日诞生——中国第42次南极考察队成功完成首次南极冰层热水钻探试验,钻探深度达3413米,一举打破国际极地热水钻探2540米的最深纪录,标志着我国极地钻探技术实现重大跨越。
此次钻探试验的选址颇具深意。试验区域位于我国自主命名的麒麟冰下湖上方,该冰下湖深藏于东南极内陆冰盖伊丽莎白公主地区域,被超过3000米厚的冰盖覆盖,距离中国南极泰山站约120千米。其独特的命名源于其形似“麒麟静卧”的外观,2022年这一名称被南极研究科学委员会正式收录。
为何要深入冰盖之下开展钻探?科研人员指出,南极冰下湖长期处于高压、低温、黑暗、低营养的极端环境,犹如一个天然的“时间胶囊”。通过钻探冰下湖,科学家能够获取地球古环境变化的珍贵信息,为预测未来气候变化提供重要依据,同时探索生命在极端环境下的生存边界,拓展人类对自然的认知。从工程技术层面看,此次试验旨在开展大深度冰盖热水钻探系统的南极应用示范,通过钻穿冰盖,为后续冰下湖原位观测、水体和湖底样品采集建立无污染通道,并提供关键技术支撑。
完成这项壮举,热水钻技术功不可没。这是一种非机械的钻探方式,依靠高温高压热水融化冰层。其优势显著:速度快,千米级冰层最快一天即可打通;深度大,极地钻探可超过3000米;且以水为介质,避免了钻井液对冰下湖或海洋的污染。与传统机械冰钻相比,热水钻穿透能力更强、钻进效率更高,更易实现大口径与洁净作业,能够高效抵达冰下湖、冰架底部、冰下基岩等关键界面,成为国际研究极地冰盖与冰架深部环境的主流技术。此次成功应用,不仅填补了我国在该领域的技术空白,更是“绿色考察”“环保技术”等理念在南极的生动实践。
为适应南极内陆极低温、高海拔、强干扰等极端环境和复杂工况,此次应用的热水钻探系统集成了多项适应极地现场、满足高精度快速清洁钻探需求的装备。针对超3000米厚冰盖,科研团队突破了极地热水钻耐低温、外源污染物控制、大深度软管和绞车高精度控制等关键核心技术,确保了钻探作业的顺利进行。
此次钻探试验的成功并非一蹴而就,背后是考察队的多环节攻坚。从海冰和内陆物资运输,到设备组装调试;从热水钻探作业,到过程污染监测,每一个环节都充满挑战。最终,考察队成功钻穿麒麟冰下湖上覆冰盖,标志着我国具备了在90%以上的南极冰盖和全部北极冰盖开展钻探研究的能力。
中国第42次南极考察“冰下湖”队由来自全国9家科研机构及高校的28名队员组成。为保障这一重点任务顺利实施,考察队克服了大型物资登陆、内陆冰盖长距离运输、极端环境下大型钻探装备现场组装调试等多重后勤与工程挑战,展现了我国极地科考的强大综合实力。









