納木錯(cuò)百米巖芯：青藏高原古氣候變化的新證據(jù)

青藏高原的陸地面積約占全國(guó)的1/4，而湖泊面積超過(guò)全國(guó)的50%。這里的湖泊海拔大多在4000米以上，面積大于1千米2的湖泊超過(guò)1400個(gè)，合計(jì)總面積超過(guò)50 000千米2，可謂是地球上海拔最高、數(shù)量最多、面積最大的湖群區(qū)。

我國(guó)面積最大的湖泊——青海湖，水量最大的湖泊——納木錯(cuò)，以及全部位于我國(guó)境內(nèi)目前已知最深的湖泊——當(dāng)惹雍錯(cuò)，都位于青藏高原。這些居高臨下傲視一眾東部湖泊的高原湖泊，儲(chǔ)存了巨大的水量。因此，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，青藏高原不但是“世界屋脊”和“地球第三極”，也是“中國(guó)最大的水鄉(xiāng)”[1]。

湖泊沉積物與古環(huán)境

湖泊作為地球陸地水圈的重要組成部分，聯(lián)系著大氣圈、生物圈和巖石圈，是各圈層相互作用的連接點(diǎn)，是大氣、水、沉積物界面等進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的場(chǎng)所 [2]。青藏高原上的湖泊以內(nèi)陸封閉湖泊為主，即湖泊中的水不流出湖盆，而是作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的地理系統(tǒng)存在和發(fā)展。封閉湖泊一般是整個(gè)流域的最低處，因此也是流域內(nèi)巖石、土壤、植被、河流及人類活動(dòng)等信息的聚集地。氣候和環(huán)境變化深刻地影響著湖泊的生成、演化及消亡，其中的信息也通過(guò)大氣沉降和地表徑流等過(guò)程傳遞到湖泊中，進(jìn)而通過(guò)湖泊內(nèi)部的沉積過(guò)程被儲(chǔ)存在湖泊底部的湖泥中，這些湖泥就是湖泊沉積物，它是物理、化學(xué)和生物作用的綜合產(chǎn)物。科學(xué)家通過(guò)采集這些沉積物開(kāi)展相關(guān)分析和研究，從而可以反推沉積物形成時(shí)的氣候環(huán)境狀況，這就是古氣候（古環(huán)境）重建研究，而通過(guò)鉆探從沉積物中取出的柱狀樣品就是“巖芯”。

通過(guò)湖泊巖芯開(kāi)展的不同時(shí)間尺度的古氣候重建研究，可以讓我們深入了解過(guò)去的氣候環(huán)境狀況，并建立相應(yīng)的演化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上再通過(guò)氣候模型可以預(yù)測(cè)未來(lái)一定時(shí)間范圍內(nèi)的氣候變化趨勢(shì)，從而為應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。由于湖泊分布廣泛，因此在記錄局部地區(qū)或者區(qū)域尺度的環(huán)境變化方面，與其他只在特定環(huán)境下存在的環(huán)境載體如冰川、黃土、樹(shù)木、石筍等相比，具有一定的優(yōu)勢(shì)。

內(nèi)陸湖泊的演化遵循一定的規(guī)律。由于湖泊不斷接納來(lái)自外部的物質(zhì)，且湖泊內(nèi)部也會(huì)由于生物活動(dòng)產(chǎn)生自生沉積物，因此，如果氣候環(huán)境狀況保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，則在經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后湖泊將會(huì)被沉積物填滿，從而完成了其生命過(guò)程走向消亡。封閉湖泊一般只有通過(guò)蒸發(fā)這種單一方式損失湖中的水（少量湖泊會(huì)有滲漏現(xiàn)象），隨著時(shí)間的推移，留存在湖中的各類礦物離子含量則會(huì)逐漸升高，導(dǎo)致湖泊鹽度不斷升高，最終演化為鹽湖。湖泊對(duì)氣候變化的響應(yīng)非常敏感，如氣溫、降水和蒸發(fā)等氣候參數(shù)會(huì)直接對(duì)湖泊的演化產(chǎn)生影響，造成湖泊水位的上升和下降，這些變化信息都能夠以某種方式儲(chǔ)存在沉積物中，從而為科學(xué)家利用湖泊沉積物研究過(guò)去氣候變化提供原始材料。

那么，湖泊沉積物中有哪些內(nèi)容可以反映過(guò)去的環(huán)境變化？這包括沉積物的顆粒大小組成（粒度分布）、密度、含水量、磁化率等物理特征，有機(jī)質(zhì)含量、化學(xué)元素含量、礦物組成等化學(xué)特征，以及一些生物和微生物的化石，如孢粉（花粉）、硅藻、介形蟲(chóng)、搖蚊等，甚至更小的病毒和細(xì)菌，所有這些被稱為環(huán)境代用指標(biāo)，它們可以通過(guò)科學(xué)的方法被測(cè)定，從而知道其具體組成和含量。當(dāng)然，要進(jìn)行古環(huán)境重建，還需要知道沉積物形成時(shí)的年齡，一般可以通過(guò)放射性同位素定年技術(shù)來(lái)確定。

隨著1980年代全球變化研究的興起，青藏高原湖泊沉積與古環(huán)境研究迎來(lái)了新的發(fā)展階段，科學(xué)家在包括青海湖、色林錯(cuò)、班公湖等在內(nèi)的湖泊中，采集沉積巖芯并開(kāi)展相關(guān)研究，推動(dòng)了青藏高原古氣候環(huán)境演化的研究，同時(shí)將青藏高原的古湖泊學(xué)通過(guò)合作研究的方式推向國(guó)際學(xué)術(shù)舞臺(tái)，引起了國(guó)際古氣候?qū)W界的廣泛關(guān)注。之后，利用青藏高原湖泊沉積物開(kāi)展古氣候古環(huán)境研究，進(jìn)入快速發(fā)展階段，這是與青藏高原作為一個(gè)獨(dú)特的地理單元，對(duì)于地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要性分不開(kāi)的。

青藏高原湖泊巖芯鉆探現(xiàn)狀

連續(xù)的湖泊沉積巖芯，是開(kāi)展高分辨率古環(huán)境演化研究的重要地質(zhì)檔案，然而，獲取高質(zhì)量的長(zhǎng)巖芯一直是青藏高原湖泊研究中一個(gè)較大的挑戰(zhàn)。受制于技術(shù)研發(fā)人員及資金的投入，以及受高海拔自然環(huán)境、天氣狀況、湖泊水深和設(shè)備可操作性等因素的制約，我國(guó)湖泊巖芯鉆探多年來(lái)未有較大突破，青藏高原湖泊沉積物研究，大多以20米級(jí)別以下的為主，時(shí)間尺度一般不超過(guò)3萬(wàn)年。更長(zhǎng)尺度的湖芯鉆探工作，只能依靠國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃（International Continental Scientific Drilling Program， ICDP）的資助和國(guó)外鉆探隊(duì)完成，我國(guó)科學(xué)家參與程度與貢獻(xiàn)相對(duì)較少。

目前國(guó)內(nèi)研究者常用的是一家外國(guó)公司改進(jìn)的基于活塞取樣原理的鉆探設(shè)備和一體化平臺(tái)，這套系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)化操作，大大提高了采樣效率與成功率（例如在水深130米的地點(diǎn)可在2小時(shí)左右完成一次2米巖芯的采樣），在亞ICDP級(jí)別的湖泊鉆探技術(shù)上具有明顯優(yōu)勢(shì)，近幾年利用此套設(shè)備在青藏高原的納木錯(cuò)（水深93米）、當(dāng)惹雍錯(cuò)（水深220米）、塔若錯(cuò)（水深130米）、色林錯(cuò)（水深42米）等地，都成功取得了較高質(zhì)量的巖芯，但鉆探深度沒(méi)有超過(guò)15米，巖芯年代最老是距今27 000年，仍無(wú)法開(kāi)展更長(zhǎng)時(shí)間尺度的環(huán)境變化研究。

2005年，在ICDP的支持下，利用另一家外國(guó)公司的湖泊鉆探系統(tǒng)，在青海湖開(kāi)展了迄今為止青藏高原上規(guī)模最大的沉積物巖芯鉆探工作，鉆探設(shè)備和技術(shù)主要由美國(guó)人負(fù)責(zé)，中國(guó)科學(xué)家及相關(guān)鉆探技術(shù)人員也全程參與了這項(xiàng)工作，積累了一定的湖泊鉆探經(jīng)驗(yàn)。整個(gè)鉆探過(guò)程，由于受到惡劣天氣的嚴(yán)重影響，未能達(dá)到既定的鉆探深度（700米），實(shí)際最大鉆探深度是114.9米，在這個(gè)鉆孔中獲得了76.8米的巖芯，取芯率是67% [3]。所以，確保巖芯鉆探成功的因素，除設(shè)備、技術(shù)及沉積物性質(zhì)外，天氣也是非常重要的因素之一。

此外，在冬季結(jié)冰期的湖面上架設(shè)鉆探系統(tǒng)進(jìn)行取樣，也是常用的湖泊鉆探手段。如在我國(guó)的新疆、內(nèi)蒙古以及東北地區(qū)的一些湖泊，科學(xué)家都嘗試開(kāi)展了冰上鉆探工作；在國(guó)際上，利用這種采樣方法在南極地區(qū)、北歐大陸及西伯利亞等地，也都成功獲取了很多巖芯。然而，對(duì)于位于青藏高原內(nèi)陸腹地的大湖，由于地處較低緯度地區(qū)（大多位于北緯30°附近），冬季的太陽(yáng)輻射仍較強(qiáng)，不利于湖冰發(fā)育，因而，湖泊的冰凍條件達(dá)不到冰面鉆探的要求。比如，盡管納木錯(cuò)海拔4730米，冬季極端氣溫可低至-30℃左右，但其完全結(jié)冰期只有3個(gè)月，即二月中旬到五月中旬，深水區(qū)湖冰厚度在0.5—0.6米，且持續(xù)時(shí)間不超過(guò)兩個(gè)月[4]，無(wú)論從冰厚（一般要求冰厚超過(guò)1米），還是冰層持續(xù)時(shí)間，都無(wú)法滿足長(zhǎng)巖芯鉆取的需要，特別像納木錯(cuò)這樣的大型湖泊，較長(zhǎng)距離的設(shè)備運(yùn)輸在冰面上幾乎是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，長(zhǎng)巖芯鉆取工作首先要解決的就是在較大風(fēng)浪條件下，保持平臺(tái)的穩(wěn)定性。其次，還需要根據(jù)沉積物地層性質(zhì)，對(duì)鉆具進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)，以確保在遇到砂層甚至礫石層時(shí)能夠順利穿透。這些要求對(duì)于在納木錯(cuò)這樣的高海拔深水湖泊中進(jìn)行百米級(jí)別的巖芯鉆探，都是前所未有的挑戰(zhàn)。

納木錯(cuò)國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃

國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃（ICDP）是一個(gè)大型國(guó)際合作計(jì)劃，創(chuàng)立于1996年，中國(guó)是發(fā)起國(guó)之一，目前有21個(gè)成員國(guó)。該計(jì)劃致力于聯(lián)合各國(guó)科學(xué)家及工程師，在地球的主要大湖及湖盆內(nèi)開(kāi)展科學(xué)鉆探工作，來(lái)研究地球的氣候環(huán)境演化規(guī)律、構(gòu)造活動(dòng)、生物演化、地質(zhì)災(zāi)害等等相關(guān)科學(xué)問(wèn)題。至今已在全球幾十個(gè)地點(diǎn)開(kāi)展了科學(xué)鉆探，許多著名大湖都已完成鉆探計(jì)劃，如貝加爾湖、馬拉維湖、死海、伊塞克湖等[5]。其中，貝加爾湖是地球上最深的湖泊，最深處超過(guò)1600米，科學(xué)家在該湖中開(kāi)展了多次科學(xué)鉆探工程，1997年在南部湖盆1200米水深處獲取約225米的巖芯，可謂是前ICDP時(shí)期（貝加爾湖早期的鉆探計(jì)劃實(shí)施時(shí)間在ICDP成立之前）湖泊鉆探中的一項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性工作[6]。死海是全球湖面最低的湖泊，湖面海拔為-427米（2013年數(shù)據(jù)），在ICDP項(xiàng)目的資助下，科學(xué)家在該湖297米水深處鉆探深度達(dá)到455米，共計(jì)獲取406米長(zhǎng)的巖芯，取芯率約為89% [7]；死海的巖芯鉆探在已完成的ICDP湖泊鉆探項(xiàng)目中，其鉆探深度是最深的，利用這支巖芯，科學(xué)家對(duì)過(guò)去22萬(wàn)年以來(lái)死海流域的水文氣候變化格局進(jìn)行了詳細(xì)的研究[8]。

目前，我國(guó)已有多個(gè)大陸鉆探計(jì)劃納入ICDP框架下[9]，特別是2018年5月完鉆的松遼盆地“松科二井”，以7018米的鉆探深度成功創(chuàng)造了多項(xiàng)記錄，成為全球首個(gè)鉆穿白堊系的科學(xué)鉆井，大大顯示了我國(guó)大陸科學(xué)鉆探水平。ICDP與成立時(shí)間更長(zhǎng)、影響更大的國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃（International Ocean Discovery Program， IODP）有異曲同工之處，該計(jì)劃是深海鉆探計(jì)劃的第四階段，始于1968年，至今已運(yùn)行50多年。這兩項(xiàng)計(jì)劃有很多相似甚至相同的科學(xué)訴求，可以說(shuō)是“姊妹計(jì)劃”，只是后者，顧名思義，聚焦于海洋鉆探。

在納木錯(cuò)開(kāi)展前期研究工作中，我們于2008年在接近湖中心的位置處采集了約11米的巖芯，該巖芯為重建過(guò)去2.4萬(wàn)年來(lái)的連續(xù)環(huán)境變化提供了基礎(chǔ)。距今2.4萬(wàn)年前的時(shí)期處于末次冰盛期（last glacial maximum， LGM），即距離現(xiàn)在最近的一次冰期鼎盛期，氣候比現(xiàn)在更寒冷，那時(shí)的納木錯(cuò)湖面遠(yuǎn)比現(xiàn)在低，湖水可能只有十幾米深，而現(xiàn)在的納木錯(cuò)最大水深處接近100米。隨著LGM的結(jié)束，在距今約1.6萬(wàn)年時(shí)，納木錯(cuò)地區(qū)的環(huán)境狀況發(fā)生了顯著變化，降水突然增加，湖面抬升，我們認(rèn)為這種氣候狀況的改變是因?yàn)橛《燃撅L(fēng)的增強(qiáng)，取代了之前在該地區(qū)占統(tǒng)治地位的西風(fēng)系統(tǒng)[10]，印度季風(fēng)主要源于印度洋孟加拉灣，季風(fēng)攜帶大量水汽，翻越喜馬拉雅山脈進(jìn)入青藏高原腹地，從而帶來(lái)大量夏季降水。這種大氣環(huán)流系統(tǒng)的巨大改變，對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，在納木錯(cuò)以西的當(dāng)惹雍錯(cuò)和塔若錯(cuò)，同樣捕捉到了這種環(huán)流系統(tǒng)改變的信號(hào)[11]。然而，限于巖芯長(zhǎng)度，對(duì)LGM之前的湖泊狀況及氣候特征，仍無(wú)從得知，特別是對(duì)于“青藏高原大湖期”這樣重要而特殊的時(shí)段（距今4萬(wàn)年—2.5萬(wàn)年），無(wú)法進(jìn)行研究和驗(yàn)證[12]。末次冰盛期仍是距今比較近的歷史時(shí)期，目前精確了解的環(huán)境變化尚不足以覆蓋一個(gè)完整的冰期—間冰期循環(huán)。科學(xué)家通過(guò)對(duì)深海有孔蟲(chóng)的研究發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去百萬(wàn)年時(shí)間尺度上，地球的環(huán)境變化經(jīng)歷了幾十個(gè)冰期—間冰期循環(huán)，這主要是受到地球軌道參數(shù)周期性變化的影響，處于青藏高原地區(qū)的湖泊中勢(shì)必也存在這種變化的痕跡。

經(jīng)過(guò)2014年和2016年兩次在納木錯(cuò)開(kāi)展大規(guī)模沉積物地球物理勘探考察，我們確認(rèn)在納木錯(cuò)深水區(qū)可見(jiàn)的沉積物厚度可達(dá)700米以上，根據(jù)對(duì)已有巖芯沉積速率的推算，并結(jié)合沉積物地層的變化規(guī)律，大致判斷這些沉積物的年齡達(dá)到百萬(wàn)年的時(shí)間尺度，顯示納木錯(cuò)具有開(kāi)展更長(zhǎng)時(shí)間尺度研究的巨大潛力，而在這樣的湖泊中開(kāi)展深水鉆探將是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，由此拉開(kāi)了申請(qǐng)ICDP鉆探項(xiàng)目的序幕[13]。

經(jīng)過(guò)兩次申請(qǐng)，首先獲得ICDP關(guān)于召開(kāi)納木錯(cuò)鉆探項(xiàng)目國(guó)際研討會(huì)的資助。2018年5月，來(lái)自13個(gè)國(guó)家的45位不同領(lǐng)域的科學(xué)家齊聚北京，在為期三天的研討會(huì)上，詳細(xì)討論了在納木錯(cuò)實(shí)施大陸科學(xué)鉆探項(xiàng)目的科學(xué)意義、可行性，并初步擬定了鉆探計(jì)劃。之后開(kāi)始鉆探項(xiàng)目實(shí)施的申請(qǐng)，同樣是經(jīng)過(guò)兩次申報(bào)和評(píng)審，最終在2020年6月獲得批準(zhǔn)，正式納入了ICDP的項(xiàng)目資助計(jì)劃。

該項(xiàng)目在納木錯(cuò)中心湖區(qū)規(guī)劃了5個(gè)鉆探點(diǎn)位：其中三個(gè)點(diǎn)位計(jì)劃只采集上部150米深度的巖芯，每個(gè)孔采集3個(gè)平行巖芯，一個(gè)主孔（DT-1）計(jì)劃鉆取到700米深處，另在主湖區(qū)偏南位置計(jì)劃鉆一個(gè)200米深的鉆孔（GH-1），全部計(jì)劃采集的巖芯將達(dá)2250米[13]?？紤]到納木錯(cuò)地區(qū)的高海拔及天氣狀況，這將是一個(gè)極具有挑戰(zhàn)性的鉆探項(xiàng)目，對(duì)鉆探平臺(tái)、鉆機(jī)、鉆探技術(shù)人員以及后勤保障都提出了非常高的要求。而從ICDP多年的實(shí)施結(jié)果來(lái)看，超過(guò)500米深度的鉆孔仍然非常少，如果納木錯(cuò)鉆探項(xiàng)目能夠順利按計(jì)劃完成，這將是對(duì)國(guó)際湖泊鉆探領(lǐng)域的一項(xiàng)巨大貢獻(xiàn)。

通過(guò)納木錯(cuò)鉆探項(xiàng)目，我們將首次獲取青藏高原中部地區(qū)百萬(wàn)年時(shí)間尺度的連續(xù)環(huán)境變化序列，從而可以對(duì)氣候變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制、西風(fēng)環(huán)流和印度季風(fēng)系統(tǒng)的協(xié)同作用、冰期—間冰期旋回及轉(zhuǎn)換特征、水生生物區(qū)系對(duì)長(zhǎng)時(shí)間環(huán)境變化的響應(yīng)和適應(yīng)等重要科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展深入研究，并可以此為基礎(chǔ)，與南北極、北大西洋等地區(qū)的古氣候序列開(kāi)展對(duì)比研究，尋找第三極地區(qū)與地球上其他重要地區(qū)氣候變化的異同，從而為深入認(rèn)識(shí)青藏高原在地球環(huán)境系統(tǒng)演化中的作用和地位，提供新的科學(xué)證據(jù)，推動(dòng)青藏高原古氣候研究的發(fā)展。

納木錯(cuò)百米巖芯的獲取及意義

在經(jīng)過(guò)了周密的準(zhǔn)備后，我們和地礦公司的技術(shù)人員組建了一支12人的鉆探工作隊(duì)，技術(shù)人員在地礦勘探及陸地巖芯鉆取方面都具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，曾在2005年作為輔助人員，參加了青海湖ICDP的鉆探工作。然而，真正在近百米深的深水湖泊中開(kāi)展百米長(zhǎng)度的巖芯鉆探，對(duì)他們依然是一個(gè)全新課題。

2019年7月1日，正式開(kāi)鉆。此時(shí)，大家信心滿滿。140余個(gè)大油桶拼成的54米2的水上平臺(tái)，將全部鉆探設(shè)備運(yùn)至位于納木錯(cuò)東部湖區(qū)水深38.6米的預(yù)選取樣點(diǎn)，順利鉆進(jìn)至14.8米，遇到了礫石層，單個(gè)石塊最大可達(dá)6厘米，說(shuō)明那個(gè)時(shí)候湖水非常淺，甚至由于湖面下降，鉆探點(diǎn)已經(jīng)露出水面，從而形成濱湖相沉積，這符合我們的預(yù)期，可以說(shuō)在淺水區(qū)的鉆探試驗(yàn)是成功的。于是，我們將平臺(tái)轉(zhuǎn)移至中心湖區(qū)水深94.0米的第二鉆探點(diǎn)，也是計(jì)劃采集能突破100米巖芯的地方。開(kāi)闊湖區(qū)的風(fēng)浪往往比淺水區(qū)更強(qiáng)烈，因此對(duì)平臺(tái)穩(wěn)定性提出了更高的要求。為了穩(wěn)住平臺(tái)，嘗試了多種方案（包括形狀、大小、重量等）的錨，最終都沒(méi)有完全解決平臺(tái)穩(wěn)定性的問(wèn)題，因?yàn)槊總€(gè)湖的底泥性質(zhì)不一樣，錨的適用性也需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行改進(jìn)。然而，最終導(dǎo)致鉆探中止的原因仍是地層因素，在如此深水條件下，巖芯采集到19.8米時(shí)仍遇到砂石層，可見(jiàn)的最大顆粒長(zhǎng)約2厘米，這給在泥中處于自由狀態(tài)的整套鉆具帶來(lái)了巨大的阻力，且極容易損壞鉆具?？紤]到平臺(tái)穩(wěn)定性仍待提升，且砂層對(duì)繼續(xù)采樣帶來(lái)巨大難度，鉆探工作暫時(shí)擱置下來(lái)，接下來(lái)兩個(gè)多月時(shí)間里，一直在嘗試改進(jìn)各種方案，但由于天氣持續(xù)較差，因而直到9月中旬都未能再次嘗試開(kāi)鉆。

接下來(lái)的整個(gè)冬天，大家一直在進(jìn)行技術(shù)上的討論并改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，所有準(zhǔn)備工作在新冠疫情的籠罩下，有條不紊地進(jìn)行著。2020年5月中，隊(duì)伍重整旗鼓，再赴高原。經(jīng)過(guò)加大平臺(tái)（由54米2增加到81米2）、改進(jìn)錨及增加拋錨的電動(dòng)提升機(jī)、增加套管，并創(chuàng)造性地提出水中套管扶正系統(tǒng)等一系列改造后，剛好來(lái)到7月1日，時(shí)隔一年，再次開(kāi)鉆，一切重新開(kāi)始。

在納木錯(cuò)地區(qū)，6月份是風(fēng)浪較小的時(shí)候，因?yàn)榧撅L(fēng)還沒(méi)有強(qiáng)盛起來(lái)，降雨也相對(duì)比較少，正是開(kāi)展湖上作業(yè)的理想時(shí)段。納木錯(cuò)的風(fēng)浪見(jiàn)證了我們的努力，平臺(tái)被四個(gè)大錨牢牢固定在水中，有時(shí)二三天風(fēng)浪天氣過(guò)后，平臺(tái)位移都只在一米以內(nèi)，可以輕松地通過(guò)調(diào)整各方向的錨繩將平臺(tái)歸位，這為采樣工作提供了最基本的保障。而經(jīng)過(guò)精細(xì)設(shè)計(jì)和小心放置的三個(gè)長(zhǎng)條浮筒，將套管穩(wěn)定地直立于94.5米的深水中，通過(guò)這個(gè)套管，鉆具下到湖底沉積物中進(jìn)行巖芯鉆取，就非常類似于陸地鉆探了，且保證每一次都能夠在同一個(gè)鉆孔中繼續(xù)采樣。

與上一年3個(gè)多月的時(shí)間中只有36天能夠上湖工作相比，2020年的天氣似乎整體上更好一些，鉆探工作進(jìn)展比較順利，其中最多的時(shí)候，一天之內(nèi)可以完成5個(gè)回次，獲取約12.5米長(zhǎng)的巖芯，盡管需要大家從早忙到晚，且在如此高的海拔下工作會(huì)非常疲憊，但這樣的收獲帶給大家的是滿滿的信心和激勵(lì)，大家都忘記了疲勞，保持著高漲的熱情。鉆探100米的第一個(gè)目標(biāo)終于在7月21日下午三點(diǎn)順利實(shí)現(xiàn)，當(dāng)天第二次的嘗試，鉆進(jìn)至100.63米。大家歡呼雀躍，喜極而泣，這個(gè)一百米實(shí)在是來(lái)得太不容易了。之后進(jìn)展比較平穩(wěn)，在8月3日達(dá)到153.44米，結(jié)束鉆探，完成了耗時(shí)一年多的納木錯(cuò)百米深鉆工作，實(shí)現(xiàn)最初設(shè)計(jì)目標(biāo)。

本次納木錯(cuò)巖芯鉆探工作，利用自主設(shè)計(jì)和集成的鉆探系統(tǒng)，克服了納木錯(cuò)較大風(fēng)浪的不利影響，獲取了總采集率為96%的高質(zhì)量巖芯，實(shí)現(xiàn)鉆探深度和巖芯長(zhǎng)度的雙突破，創(chuàng)造了我國(guó)湖泊巖芯鉆探的新記錄。從采樣技術(shù)的角度來(lái)說(shuō)，這是我國(guó)科學(xué)家首次在高海拔深水湖泊中獲取百米以上巖芯，對(duì)我國(guó)湖泊鉆探與古湖泊學(xué)的研究具有重要的推動(dòng)意義。從古環(huán)境研究的角度來(lái)說(shuō)，通過(guò)研究百米巖芯，可以恢復(fù)青藏高原中部地區(qū)近15萬(wàn)年來(lái)的高分辨率氣候環(huán)境變化序列，重建深海氧同位素5階段以來(lái)冰期—間冰期的氣候旋回及特征事件，為青藏高原氣候變化及機(jī)制研究提供新的科學(xué)證據(jù)。

這項(xiàng)工作從科學(xué)研究的實(shí)際需求出發(fā)，對(duì)已有的平臺(tái)和鉆探系統(tǒng)提出了更高要求，并經(jīng)過(guò)多次嘗試和大量改進(jìn)，最終成功完成并實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的目標(biāo)，是一個(gè)科學(xué)需求驅(qū)動(dòng)技術(shù)改進(jìn)的典型范例，為地球科學(xué)領(lǐng)域科學(xué)和技術(shù)的結(jié)合發(fā)展模式做出了一定的貢獻(xiàn)。也為在納木錯(cuò)實(shí)施ICDP項(xiàng)目積累了成功經(jīng)驗(yàn)，為今后高水平研究奠定了基礎(chǔ)，大大提高了中國(guó)科學(xué)家在合作項(xiàng)目中的話語(yǔ)權(quán)。

納木錯(cuò)百米水深下的百米巖芯，為我們更大的鉆探計(jì)劃開(kāi)了一個(gè)好頭，盡管這個(gè)開(kāi)頭非常不容易，但讓我們看到了700米巖芯鉆探的希望，也給了我們更大信心去繼續(xù)努力。半個(gè)多世紀(jì)的青藏高原科學(xué)考察和研究從來(lái)不缺挑戰(zhàn)，老一輩科學(xué)家在條件極為艱苦的年代里，用自己的行動(dòng)塑造了一支敢打敢拼的青藏科考隊(duì)，深刻詮釋了以“艱苦奮斗、開(kāi)拓創(chuàng)新”為主要內(nèi)涵的青藏精神。21世紀(jì)的青藏科考隊(duì)一定會(huì)遵循“腳踏實(shí)地、勇于探索、協(xié)力攻堅(jiān)、勇攀高峰”的新時(shí)期青藏科學(xué)精神，將科考事業(yè)持續(xù)推進(jìn)，為深入認(rèn)識(shí)青藏高原和建設(shè)美麗青藏高原做出新貢獻(xiàn)。

[本文相關(guān)工作得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（XDA20070101）和第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項(xiàng)目（2019QZKK 0202）資助，以及科普中國(guó)共建基地“青藏高原地球科學(xué)科普教育基地”項(xiàng)目的支持。]

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關(guān)鍵詞：青藏高原 納木錯(cuò) 湖泊沉積物 古環(huán)境大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃 ■