与外界隔绝300万年的麒麟冰下湖即将“开封”，中国提出破解南极科考钻探污染难题方案

科技日报实习记者宗

4月8日，执行中国第40次南极考察任务的极地破冰船“雪龙2”号抵达香港，展开为期5天的访问。

“南极科考期间，我国已顺利完成麒麟冰下湖进出港实地勘查，初步选定了进出港路线，并在冰下湖开展了多项钻探选址调查。”中国地质大学（北京）校长、中国第40次南极科学考察队队员、中国工程院院士孙有红4月9日告诉科技日报记者，麒麟夏冰湖钻探设备测试和正式钻探作业将于2025年至2027年南极工作季进行，计划采用热水钻探和热熔探测器联合作业的方式实现清洁钻探目标。

麒麟冰下的湖泊隐藏在东极内陆冰盖的伊丽莎白公主地区，因此以其“麒麟寄托”的形状而得名。作为迄今为止发现的南极第二大埋藏湖泊，其上覆冰盖厚约3600米，与外界隔绝至少300万年，面积370平方公里，最大水深200米，沉积物最大厚度超过300米。52tian

冰下湖泊在极地环境中是独特而重要的。到2022年，全球发现的冰下湖泊总数已达773个，其中675个位于南极洲。这些湖泊要么是封闭的古代水体，要么是现代冰盖基底融化的水，蕴含着丰富的科学信息。

孙有红说，冰下湖泊具有高压、低温、黑暗和寡营养等极端环境特征，与地球冰期和一些地外天体的环境相似。研究其微生物群落的生态特征及其生源元素的地球化学循环过程，对揭示地球生命演化和探索地外生命具有重要意义。

尽管俄罗斯和美国已经成功地从南极冰下湖泊中获得了水样，但如何确保无污染的钻探一直困扰着研究人员。特斯拉召回110万辆是真的吗

吉林大学极地科学与工程研究院院长帕维尔·达拉雷指出，此前，俄罗斯主要采用深冰芯钻探技术，但如果是为了获取冰下湖泊样品，其钻探效率较低，使用的钻井液极易污染冰下湖泊样品，使其科研价值大打折扣。尽管美国使用的清洁热水钻避免使用钻井液，但在钻探过程中，冰面通过热水钻探与冰下湖泊相连。如果钻探技术控制不好，钻孔中的热水很容易涌入冰下湖泊，导致污染源进入冰下湖泊，破坏封闭的冰下湖泊原有的生态平衡。

与俄罗斯和美国采用的单一钻探技术不同，中国提出了一种创新的解决方案——热水钻探和热熔探测仪联合作业钻探麒麟冰下湖。

钻井过程中，应使用清洁的热水钻穿冰湖上方约3000-3400米的冰层，并严格监测钻井过程中的微生物污染，确保钻井用水清洁。钻孔至预定位置后，停止向下钻孔并向上回收热水钻孔，然后将消毒后的中继舱和可回收的冰层热熔探测器下放至热水钻孔底部；然后，探测器开始融化并钻取剩余的数百米冰层。在此过程中，探测器上方的热熔钻孔关闭，将热水钻孔与冰下湖泊隔离，直至探测器完全进入冰下湖泊完成采样和观测。最后，探测器上升并返回热水钻孔，然后返回冰面。

孙有红说，这种联合作业模式既提高了钻井效率，又降低了污染风险。清洁热水钻孔的快速钻孔为后续热熔探测器提供了便捷的清洁通道，热熔钻孔的关闭有效地将热水钻孔与冰下湖泊隔离开来，避免了热水钻孔使用的水对冰下湖泊的潜在污染。

目前，虽然我国已经掌握了冰下湖泊清洁钻探采样的部分关键技术，但麒麟冰下湖泊科学钻探工程仍面临诸多挑战。孙有红强调，在一个南极工作季，麒麟冰下湖泊钻探项目的有效工作时间只有40-50天，对无污染采样的要求极其严格。此外，相关技术和设备大多在世界上首次用于南极深冰盖钻探。如果南极环境恶劣，将使钻探作业更加困难。

为攻克相关技术难题，中国地质大学（北京）极地钻探技术研究团队正与吉林大学、中国极地研究所、杭州电子科技大学、中国科学院南京天文光学研究所等单位积极开展清洁热水钻探、清洁可回收热熔探测器、过程污染监测、野外测试分析等技术和设备的研发和试验，为未来揭开南极麒麟冰下湖生命奥秘提供坚实支撑。

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