科技日报记者 张晔 代小佩
当旅行者一号飞抵太阳系边缘,当“奋斗者”号下潜到1万多米深的马里亚纳海沟,你可知道,人类对地球深部的了解还知之甚少。
地球内部到底有什么?最深能挖到多深?深地又有哪些资源可以利用?6月5日,科技日报记者随“高质量发展调研行”江苏主题采访活动来到徐州市,在卧牛山地下一百多米深处,隐藏着一座全球最大地下实验室——深地科学与工程云龙湖实验室。
科技日报记者 张晔 摄
记者驱车来到卧牛山半山腰的一个洞口,这里就是云龙湖实验室的入口。洞口看似平平无奇,内部却别有洞天。刚一走进去,就感到阵阵凉意。
实验室主任李晓昭告诉记者,这里是利用一处人防工程改造而来,其容积多达10万立方米。洞内道路宽阔,可以容纳一辆卡车行驶,两侧的硐室是一个个科研平台,进进出出的工作人员唤醒了这片沉睡的地下空间。
徐州市委宣传部供图
2021年10月22日,为响应党和国家提出的“向地球深部进军”战略科技号召,徐州市依托中国矿业大学等单位成立的云龙湖实验室。
李晓昭介绍说,实验室的目标是向地球深部进军,要资源、要空间、要安全。主要面向深地能源资源开发、深地空间智能建造、深地空间物质封储、深地空间安全防护等国家需求和未来产业方向,不断探索研发城市地下空间、深部地下空间、超深部地下空间的科学和工程问题。
徐州市委宣传部供图
未来,如果人类不得不像《流浪地球》描绘的那样,长期在地下工作生活,该如何构建生态系统,实现人与环境的和谐共生?
记者跟随李晓昭来到深地空间环控及生物转化平台,南京大学的科研团队在此模拟地下生态循环系统,比如将厨余垃圾直接转化成畜牧业的饲料和农业的肥料,“这项技术的转化率可达95%,只产生5%的废料,未来可以把生活垃圾直接用管道传送到地下处理,不再占用地面空间,也不会带来污染。”李晓昭说。
在另一处硐室,一台台服务器闪烁着灯光高效运行。与其他算力中心不同,这里没有空调等制冷设备,服务器或浸泡在冷却液中,或利用微循环管路散热。“我们利用的是地下深处的冷热能对算力设备降温,收集的热量储存起来还可以再利用。”李晓昭说。
在地下能源利用和深地空间开发过程中,少不了对地下结构的探测。过去,一般都是依托钻探和地震波进行测绘,但都存在不同程度的不足,中国矿业大学王勃教授团队另辟蹊径,通过对深地空间复杂控渗构造地球物理探测机理的基础研究,攻关深地空间震电磁主被动一体化装备研发,形成了完全自主知识产权的国产化设备并进行产业化,有力促进了我国深地工程技术发展。
徐州市委宣传部供图
此外,云龙湖实验室还开发出深地空间钻取测探一体化装备。相对于其他探测方法,钻探方法就是在给地球做胃镜,通过钻进岩层,将各种探测器放入地球内部,实现更精细探测。这个平台相当于是一套探测地下空间的“千米眼”,致力于探得更精更准。
未来5年,云龙湖实验室将探索科学规律,开展深地空间流态物质运移,深地工程围岩力学响应,深地空间环境演化灾变研究,实现深地空间储热与高效利用,深地空间碳废CO2与废物封处,矿山地下空间协同开发与国土空间优化。
据不完全统计,江苏深地开发与装备年产值达7000亿/年。目前,江苏已将“深地深海空天”列入10+×未来产业,徐州也把“深地开发+高端装备”作为5个未来产业之一。依托云龙湖实验室地下空间高端装备研发平台,将助力加快培育地下空间储油、储能、储废等未来产业,为徐州乃至更大区域的经济发展提供新动能。