在松遼盆地的黑土地上，一臺鋼鐵巨臂正以毫米級精度向地球深處挺進(jìn)。鉆頭旋轉(zhuǎn)的轟鳴中，7018米的地下巖芯被緩緩帶出——這是 “地殼一號” 萬米鉆機(jī)創(chuàng)造的亞洲國家大陸科學(xué)鉆井最深紀(jì)錄。黃大年，讓中國深地探測技術(shù)跨越20年差距的 “科研瘋子”，也是 “地下千里眼” 的鍛造者。

黃大年在松遼盆地大陸科學(xué)鉆探2號井現(xiàn)場（2014年8月8日攝）

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帶領(lǐng)中國進(jìn)入“深地時代”

“振興中華，乃我輩之責(zé)！”1982年，本科畢業(yè)的黃大年在同學(xué)紀(jì)念冊上寫下了這句豪邁誓言。多年后，已在國際地球物理勘探領(lǐng)域嶄露頭角的他義無反顧地選擇回國，投身科研。

黃大年在1982年1月15日給同學(xué)的畢業(yè)贈言中寫道：“振興中華，乃我輩之責(zé)”

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2009年，黃大年與吉林大學(xué)簽下全職教授合同，成為第一批回到東北發(fā)展的專家。2010年開始，黃大年先后擔(dān)任國家深地計(jì)劃中“深部探測關(guān)鍵儀器裝備研制與實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目和863計(jì)劃“高精度重力測量技術(shù)”項(xiàng)目科研重任，為祖國巡天探地、潛海鋪路鍛造利器。

“地球深部探測關(guān)鍵儀器”猶如地下的“千里眼”，能夠精準(zhǔn)探測深層地下的礦產(chǎn)和隱秘的海底目標(biāo)，對國土安全具有重大戰(zhàn)略意義。然而，這種高端裝備長期被國外壟斷或封鎖。黃大年帶領(lǐng)400多名科技人員，從零起步，夜以繼日地攻關(guān)。他提出“雙線并進(jìn)”的戰(zhàn)略，從移動平臺和探測設(shè)備兩條路徑加速推進(jìn)，并積極向吉林大學(xué)申請，創(chuàng)立了移動平臺探測技術(shù)中心，啟動了“重載荷智能化物探專用無人直升機(jī)研制”課題。

研發(fā)過程困難重重。沒有現(xiàn)成的樣機(jī)，他就一連數(shù)月，一有空就跑到無人機(jī)模型店，親自試用各種模型，自掏腰包將模型買回辦公室研究。沒有機(jī)庫，他就帶著團(tuán)隊(duì)在地質(zhì)宮前尋了一塊空地，親手搭建。機(jī)庫建成后第二天，因缺乏審批手續(xù)被認(rèn)定為違章建筑，面臨拆除。黃大年心急如焚，他一邊大聲疾呼，一邊阻止拆除。對此，他說：“中國要由大國變成強(qiáng)國，就需要一批‘科研瘋子’，這其中能有我，我愿足矣！”

在那些年里，黃大年一年中最多有160多天都在出差，為了不耽誤白天的工作，他總是選擇深夜的航班。2016年，他主持的“地球深部探測關(guān)鍵儀器裝備”項(xiàng)目通過評審驗(yàn)收，項(xiàng)目的數(shù)據(jù)獲取能力和精度達(dá)到了國際先進(jìn)水平，這標(biāo)志著中國正式進(jìn)入“深地時代”。黃大年帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)僅用5年時間，就走完了西方發(fā)達(dá)國家20多年的科研路程。

2013年4月18日，黃大年在中國地球深部探測項(xiàng)目年會上

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“地殼一號”鑄就深地傳奇

“地殼一號”——這臺探索地球深部的巨型探測儀器，其身形之龐大令人驚嘆，由126件設(shè)備拆解包裝后，總體積超過6000立方米，總重量更是達(dá)到了驚人的1500多噸。

“要將來自地球深部10公里處的樣本取出，絕非易事。在地面上堅(jiān)硬的鉆桿，在那種深度下，會變得如同面條般柔軟。”這是團(tuán)隊(duì)面臨的諸多挑戰(zhàn)之一。不僅如此，如何確保鉆頭在持續(xù)的超高溫下不“中暑罷工”？如何在極不均勻和復(fù)雜的球體上“動刀”，既保證鉆出的井眼不坍塌、不崩裂，又能完整無缺地取出深部巖心？一道道難題如同大山般橫亙在團(tuán)隊(duì)面前。在長達(dá)4年的研發(fā)過程中，整個鉆機(jī)的設(shè)計(jì)圖紙堆疊起來高達(dá)一人之高，每一張圖紙都凝聚著團(tuán)隊(duì)的心血和智慧。

科研的道路上，困難重重，但黃大年及其團(tuán)隊(duì)以其堅(jiān)定的信念和釘釘子的精神，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)勇闖每一關(guān)，最終成功克服了所有困難，“地殼一號”橫空出世。

“地殼一號”萬米鉆機(jī)執(zhí)行“松科2井”科學(xué)鉆探任務(wù)

來源 | 吉林大學(xué)

“地殼一號”成功攻克了高轉(zhuǎn)速全液壓頂驅(qū)系統(tǒng)、高精度自動送鉆系統(tǒng)和起下鉆自動排管系統(tǒng)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，一舉解決了我國深部鉆探裝備轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)速度低、設(shè)備自動化程度低以及深部鉆探鉆頭壓力控制精度低的三大技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵技術(shù)的重大突破。

該鉆機(jī)采用了國際領(lǐng)先的機(jī)電數(shù)字一體化設(shè)計(jì)，充分利用了先進(jìn)的數(shù)控電傳優(yōu)勢，極大地簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。其主要功能由數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)，呈現(xiàn)出信息化、智能化的特點(diǎn)。這座高60米、占地1萬多平方米、具備1萬米鉆進(jìn)能力的巨無霸，主要用于松遼盆地國際大陸科學(xué)鉆探工程，除了開展地球演變和古氣候研究，還將服務(wù)于中國地殼的立體探測和能源探測等領(lǐng)域。

2013年10月15日，50輛大型拖車裝載著被分拆成零件的“地殼一號”從四川廣漢出發(fā)前往東北；2014年4月13日零點(diǎn)，“地殼一號”萬米鉆機(jī)在位于松遼盆地的松科二井現(xiàn)場實(shí)施開鉆作業(yè)；2018年6月2日，“地殼一號”萬米鉆機(jī)完成了“首秀”，以完成鉆井深7018米創(chuàng)造了亞洲國家大陸科學(xué)鉆井深度新紀(jì)錄。自2019年5月起，“地殼一號”萬米鉆機(jī)轉(zhuǎn)戰(zhàn)新疆塔里木盆地，執(zhí)行超深層油氣鉆井工程任務(wù)，目前已成功完成了5口井深超8000米和1口井深超9000米的油氣鉆井工程。這標(biāo)志著中國成為繼俄羅斯和德國之后，世界上第三個擁有實(shí)施萬米大陸鉆探計(jì)劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。

2017年1月8日，黃大年因病醫(yī)治無效在長春病逝，年僅 58 歲。在中華人民共和國成立75周年前夕，國家主席習(xí)近平簽署主席令，授予黃大年“人民教育家”國家榮譽(yù)稱號。這不僅是對黃大年教授的崇高表彰，也象征著中國向地球深部進(jìn)軍的決心。“地殼一號”創(chuàng)造的不只是新的中國深度，更是中國的科技高度。

參考文獻(xiàn)：

[1]生命，為祖國澎湃——追記海歸戰(zhàn)略科學(xué)家黃大年[OL].新華網(wǎng),2017-05-17.

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[4]國家勛章和國家榮譽(yù)稱號獲得者丨黃大年：心有大我 至誠報(bào)國[OL].新華網(wǎng),2024-09-25.

[5]黃大年：做“大科學(xué)” 當(dāng)“大先生”[N].光明日報(bào),2024-04-05.

[6]吉林大學(xué)“地殼一號”科技成果成為國家戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域新跨越[OL].吉林大學(xué)新聞中心網(wǎng)站,2024-06-25.

[7]新聞述評｜“地殼一號”：引領(lǐng)地球深部探測的科技先鋒[N].吉林日報(bào),2024-08-01.

審核專家：于平吉林大學(xué)地球探測科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授

供　　稿：中國科學(xué)家博物館

策　　劃：于 春

特約編輯：王學(xué)健 郝麗鑫

審　　核：張敬一

值班編委：孟令耘