2013年12月05日08:44
【相關新聞】
家用燃料電池：量產效應推動價格降低，PEFC與SOFC競爭激化
日本海洋研究開發機構（JAMSTEC）地球深層探查中心（CDEX）的地球深層勘探船“地球號”於9月13日重新開始對日本南海海槽進行鑽探。這次鑽探將深入到海底地下3600米處，開展地質等調查，其目的在於查明發生巨大地震的原理。
地球深層探查中心主任東垣說：“科學家有著強烈的求知欲，渴望了解‘地球的更深處是什麼’。” 攝影：中野和志
但是，“地球號”是如何鑽探到幾千米深的海底地下？關於具有世界最高性能的“地球號”的鑽探方法和研發經歷，記者採訪了統管“地球號”項目的地球深層探查中心主任東垣，以及該中心策劃調整室副室長倉本真一。
由美日主導、26國參加的國際共同研究
——綜合國際深海鑽探計劃（IODP）以2005年7月建成的地球深層勘探船“地球號”為主力船正在進行。這究竟是怎樣一個項目？
東垣中心長（以下簡稱：東）：這項計劃的最大特點在於這是由26個國家參加的國際共同研究。在海洋國際共同研究中，規模應該是首屈一指。
最初的10年計劃於2003年開始，在此之前的國際共同研究一直是以美國為主導。從2003年開始，美日兩國成為計劃的主導。日本恐怕是第一次主導這一領域的大型國際項目。
日本提供“地球號”，美國提供規模略小的鑽井船，歐洲則提供適用於鑽井船無法進入的冰蓋和淺海區域的船舶。海洋佔據著地球面積的70％以上，現在，共同研究計劃已經具備了能夠到任何場所進行鑽探的體制。
其中，“地球號”承擔的任務是深入鑽探海底地下。
在2003年之前的國際共同研究時代，美國的船舶最多隻能鑽探到海底地下2公裡。這樣的鑽探能力到達不了地球的地幔。但科學家有著強烈的求知欲，渴望了解“地球的更深處是什麼”。
因為需要能力更為強大的船舶，所以日本才提供了“地球號”。
 |
| 地球深層勘探船“地球號”建造於2005年7月。全長210米，最大乘員數200人。在人類歷史上首次挑戰巨震震源和地幔的大深度鑽探。 提供 JAMSTEC |
直接鑽探巨震的震源進行調查
——您說美國的勘探船隻能鑽探到海底地下2公裡，當時研究的目的是什麼？
東：當時，鑽探到海底地下2公裡當然有著重大意義。比方說，通過分析樣品，可以了解到幾萬年前、幾十萬年前地球的氣候，雖然這在今天早已成為常識。
海底的沉積物中其實像古籍一樣，保留著許許多多的“記錄”。通過從各個地方收集這樣的記錄，按照相同的時代進行比對，就能知道太平洋與大西洋在某個時期的氣候是怎樣的情況。
——“地球號”能夠鑽探到地下10公裡（1萬米），到達地幔。大地震震源研究將會因此得到進一步發展，因而備受期待吧。
東：裡氏（M）9級巨震隻發生在海底。要想對此有所了解，就需要深入鑽探海底地下，實際進行調查。
南海海槽每100年∼200年必定會發生1次巨震。雖然陸地上也有相關記錄，但海底保存的記錄尚且不為人知。我們認為，通過使用“地球號”了解海底的記錄，將有助於查明發生地震的原因。
過去的鑽井船無法做到如此深入的調查。在採用“地球號”后，實現了向海底地下深入鑽探。而且，通過在鑽孔中安裝多種檢測裝置，實現數據收集和分析。
 |
| 鑽探巨震震源的示意圖。鑽探海底地下7000米即可達到地幔。 提供 JAMSTEC |
最高水准的“立管鑽探系統”
——“地球號”的鑽探系統採用的是什麼原理？
東：“地球號”是長210米、寬38米的大型船舶。正中豎立著塔架，以船底為基准測量，其高度為130米。
 |
| “地球號”的船體結構示意圖。 提供 JAMSTEC |
船底有孔，多根鑽杆連接在一起探向海底。
鑽杆的前端安裝著鑽頭（鑽刃），可以從多種形狀和材質的鑽頭中選擇。旋轉鑽頭進行鑽探。是最為簡單的方式。
其實，這種使用鑽杆的鑽探方式是美國船舶曾經採用的方式。這種方式曾經創下過深入海底地下2111米的世界紀錄。
鑽探海底的鑽頭（左）按照鑽探地點區別使用。“地球號”使用的鑽杆（右）1根長9.5米。隨時配備1000根以上，可抵達約1萬米的地下。 提供 JAMSTEC
為了進一步增加鑽探深度，“地球號”採用了“立管鑽探系統”。這並不是我們的首創，而是早已在全世界投入使用的石油、天然氣鑽探系統。“地球號”採用的是最高水平的系統。(作者：長?邦宏, 日經能源環境網 供稿）
