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吴时国研究员解读蛟龙探海-专家进课堂专访

已有 1149 次阅读 2021-3-29 21:09 |系统分类:科普集锦

专家走进造岩矿物学课堂

2021-03-29 

蒋蕾茵整理

专家信息:

吴时国 研究员

中国科学院深海科学与工程研究所

博士生导师

研究领域:

深水油气、海底构造及海洋地球物理

获奖及任职:

海洋地质与环境重点实验室主任、中国地球物理学会海洋地球物理专业委员会副主任委员、山东省“泰山学者”、中科院重要创新项目首席科学家

深海项目:

潜到4000多米深海底观测俯冲带地质构造

 

孙老师:

大家好,我是你们的孙老师。

我们今天特别有幸地请到了中国科学院海洋科学与工程研究所的——吴时国研究员。吴老师是深水油气、海底构造及海洋地球物理方面的专家。他是中国海洋地质与环境重点实验室主任、中国地球物理学会海洋地球物理专业委员会副主任、山东省“泰山学者”,参与了非常多的中科院重要创新项目,并且是首席科学家。他曾潜到4000多米的海底观测俯冲地质构造,我给他起了个名字——“驾蛟龙探海”的人。

吴老师,您好。

吴老师:

诶,你好,孙老师。

孙老师:

吴老师,您能帮我们简单介绍一下,为什么我国要开展深海研究的活动吗?这个对于地质还有对于我国来说,它有什么重要的影响和作用吗?

吴老师:

好的,谢谢孙老师的邀请,也非常荣幸能跟同学们见面。因为疫情我们保持了距离,但同样是有了网络,我们又能在一起,更因为是大家心系海洋,我们就能坐在一起。

为什么要关心海洋?实际上这也是我们国家“走向深蓝”,国家一个海洋的强国梦。关于深海足迹,各级领导都已经作了很多的讲话,那作为我们,像我们也是经历了几十年的海洋研究工作,那从最开始的时候,可能我们连出海的能力都没有,到现在,像我们研究所已经拥有了“深海勇士号”、“奋斗者号”。“深海勇士号”有4500米的深潜能力,勇士号更能进行马里亚纳等深渊的一些深潜,所以说再加上目前的一些智能的地球物理探测,原位的科学实验,我们进入海洋、进入深海成为可能。所以说,加强这一方面也是我们强国重要的一个支柱,那当然就是说,我们要向深海要资源、向深海要空间。我们现在的海军作战环境,原来仅从近海作战,防御作战多,到整个全海深的作战环境,现在的潜艇能布置到上千米的水深,现在的海底遍布水下的GPS。海洋在资源、环境、空间和军事利用方面,有着不可替代的作用,我觉得还是非常重要的。

谢谢。

孙老师:

嗯,好的。那我们同学有没有对吴老师请教的问题?

同学:

老师,我有一个问题。

吴老师您好,我从孙老师的介绍中了解到您目前的课题是潜到4000多米下深海底观测俯冲带地质构造,那么我想问,在我们深海底的探测中,不同深度的深海地质构造有哪些区别吗?以及,目前我们在深海探测技术上有什么难题吗?

吴老师:

好的,谢谢这位同学的问题。

对我们来说,目前主要从事深源的地球探测,就是我们的研究单位。那在我们从马里亚纳海沟的探测方面,实际上非常重要的一个方面就是下到深海底。大家也知道,在海洋里面,因为海洋比太空难度更大,每增加10米水深就是一个大气压,那么我们潜到11000米的马里亚纳海沟需要很大的一个压力。所以说在这个探测方面,我们要通过不同的手段。最简单的是水面的地球探测,大家也知道,我们有些公司的水面探测方面已经做到极致,比如说几十条缆,还有一些上下缆的设计。地球物理方面,在水面探测方面已经做的很成熟。那我们现在的探测方面在水中和水下,其中最难的是在水下,在马里亚纳海底建立一个原位的实验站。因为我们在原位的实验站才能得到最基本的岩石参数。因为换了一个环境,测得的就不是真实的环境。所以说我们要在原位的海底建立科学实验站,就涉及到供电、动力,因为我们还要在海底有机器人,在海底做一些作业,实际上这是一个融合的技术。当然,另外一种就是说,我们在水中的LV这些探测,把我们的地球物理设备能搭载上,或者说其它的一些观测的设备,比如地化的、物理化学的传感器,我们都放在这些智能的LV上。所以说,我们需要一个海洋的、智能的、立体的探测,这是为什么我们目前主要的攻关,就是像海底的原位实验科研站,还有智能的探测平台,所以说需要这样的探测技术,这是从我们地球物理技术方面。

那从刚才这位同学来说,对这个海底,马里亚纳海沟,比如说什么地方不一样,实际上我们学的地球的知识里面告诉我们,地球的岩石圈有这个地壳和岩石圈地幔,那我就可以告诉大家,在这个马里亚纳海沟,非常神奇,实际上它是一个裸露的地球剖面。我们潜到6000米的时候,能看到地壳和地幔的一个截面,也就是说下面是岩石圈地幔的橄榄岩,上面是地壳的一些辉长、辉绿岩,再到上地壳的玄武岩,这样就构成了一个完整的岩石地层剖面,所以说希望大家参与到这个海沟,在这样的地方有一个很好的岩石圈地层的露头。当然就是说海底是一个俯冲工厂,流体作用非常活跃,那这样的地方我们看到蛇纹石化,看到一些蛇纹石化的火山,还看到很多的线流体活动,与这些有关的一些生物,包括一些原始生命的起源。这些都是非常有意思的东西,欢迎同学们关注这方面的研究。当然,我们研究所想牵头,领导做一个国际的海沟计划,希望通过海沟计划,能把全球一些俯冲带、深海沟的一些生物的、地质的还有物理的一些问题搞清楚。所以说还是非常有surprise的空间,所以说欢迎关注。

谢谢。

孙老师:

好的,那还有同学有问题吗?

同学:

吴老师您好,我想问一个问题。

上一次“专家走进课堂”的一位副研究员,他也是进行大洋化学这种岩石的研究,他就讲了我国一个比较尴尬的境地是深海底的岩石标本是不够的。我想问一下吴老师,你们上次坐“蛟龙号”去海底探测的时候会承担一些开采岩石标本的任务吗?

吴老师:

好的,这个问题确实是对我们做矿物岩石地球化学的一个非常关键的问题,就是说如何获得原位的、新鲜的岩石样品,所以说,我们同时要对这些岩石地球化学的数据进行解译,那我们就需要环境的信息,这方面就是我们如何获得更好的样品。刚才这个同学说了,为什么目前岩石地球地化的这个样品不够,实际上,在作为这个载人潜水器来说,它下去采样,主要是靠的机械臂,这个机械臂采样的力气不够大,因为大家知道海底的岩石,尤其是海底的表层岩石有锰结核,很固结,很难给它搬动,所以造成了每次取样的岩石有限,成功率不太高。还有一个就是说,怎么把这个样品取出来,所以需要机械臂非常的有力量,需要在下面的工作时间也比较长,这是一个方面。另外一个方面就是说,要解决的一个拖网问题,大家都知道拖网在比较浅的水里面还是比较容易的,但是对于大水深的,超过6000米的水深,这样的地方进行拖网,需要的钢缆又要粗、又要长,需要一万五千米左右,可能还要更长。那这样就是说一般的船就很难拖得动,很费劲,拖不好就把船给拖沉了,所以说这样的话很多科考不愿意进行这样的拖网。因为大家都知道,但毕竟科考是一个集体的团队,所以说做岩石的只有一两个科学家有兴趣,那更多的科学家不是关注这个,所以造就了我们现在的样品还是比较稀缺的。那另外一个就是关于沉积物的样品,我们现在说柱状样、箱式取样都是比较容易取的,但是如果你们要做孔隙水压、生物地球化学,做这些可能就需要保真、保压还有保温,因为海底跟地表是不一样的,大家都知道海底的温度是比较低的,如何保真取样也是非常关键的。当然我们国家现在也在克服这些问题,目前进展还是非常好的,今后在这方面可能也要更多地下些工夫。

我不知道解答的还满不满意,谢谢。

同学:谢谢吴老师。

孙老师:

好的,谢谢吴老师。那吴老师也是博士生导师,我特别想替我自己,也想替学生们问一句,就是您在招收博士生或是研究生的时候,您是更喜欢能力强的呢,还是喜欢分数高的呢?

吴老师:

孙老师问的问题实际上是我们非常关注的问题。坦率地说,我们是希望分数又高,能力又强,但是我相信考到很高的分数,你们就已经付出了不少,所以说我觉得咱们还是要尊重劳动成果,分数还是一个很重要的东西。当然,能力强也要善于发挥出来,作为科研人来说,你们还是应该尽早地进入实验室,在某一个方面能作出一些不一定是英文的、也可以是中文的有见解的论文,这些可能也是代表自己的一个研究工作的经历。就是说,你们不仅是要善于做实验,也要善于去总结,只有总结才能提升。所以说这两个方面是不矛盾的。坦率地说,要高分也是非常难的。我曾经想考高分也考不上,所以我觉得能考高分的同学还是非常努力的,但是要更多地对科研实验和数据的分析总结提升,这个方面是非常重要的。所以说这个不矛盾。我觉得石油大学的同学们都是非常能考高分,也非常能战斗的。

好的,谢谢。

孙老师:

好的,谢谢吴老师。也希望我们的同学能够有机会到吴老师的门下,为我国的深海事业做出贡献。到时候也希望吴老师能够接收我们的学生。

吴老师:

好的,感谢孙老师,也欢迎更多的同学从事我们国家的海洋科学研究。谢谢大家。

孙老师:谢谢吴老师。

吴老师:好,再见。




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1 杨卫东

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