东格陵兰冰心钻探项目(EGRIP)

东北格陵兰冰流(Northeast Greenland Ice Stream , NEGIS )是格陵兰岛上最大的冰流。它源于中央分冰岭,以楔形形状穿过冰盖至下游近1000 km,通过三条大冰流流入海洋。分冰岭上冰流的流动是由冰盖底部强烈的融化触发的。现阶段,科研人员主要使用深冰心钻探方法,通过对冰心流变性和变形性的研究以及对基底滑动,井孔变形和基底水流过程的观察,开展冰流动的动力学研究。

2012年由多个国家成立了国际联盟,从财务和后勤方面支持东格陵兰冰心钻探项目(EGRIP或者EastGRIP)。目前,丹麦,德国,日本,挪威,中国和美国等国家资助机构已经开始了从2016年至2020年对此项目的资助计划。钻探现场选择在距离分冰岭约200 km,海拔2708 m的冰流上部(75.63° N, 35.99° W),这里与冰盖边缘保持了足够远的距离,避开了冰裂隙,可以保证表面的安全操作。

现场的表面速度为东北65米/年,相当于钻孔每天都会与冰一起向侧面移动约180毫米(一个钻孔的直径!)。钻探现场冰的厚度将近2550 米。

参与野外人员,食物,燃料,钻井液和科研设备通过格陵兰西海岸,距离北极圈北部50 km的康克鲁斯瓦格(Kangerlussuaq)进行调动和配置。 从康克鲁斯瓦  格  到EGRIP营地约1000 km的路线使用由美国空军第109空运翼操纵,带有轮子-雪橇装置的LC-130大力神飞机完成。

EGRIP营地建立于2016年夏季,是一个全面运营的深冰心钻探现场,配备了冰心存储设施,科研沟槽,钻探沟槽,工作间,车库,保暖的实验室和可供24人(最多52人)的住房。球型主圆顶屋分为上下两层:下面一层包括厨房,餐厅,洗澡间,卫生间和洗漱间;上面一层包括休息区,几台电脑站,野外负责人办公室和几张双层床。附近安放了几个用作生活帐篷的气象站。

主要的科研和钻探设施位于雪下两个相连的隧道中,被称作科研沟槽和钻探沟槽。钻探设备于2016年考察季安装并钻得了用于安装套管的先导孔,以隔离具有渗透性的近地表雪-积雪层。汉斯泰森(Hans Tausen,HT)电动机械钻具已经安装在了浅层钻塔上,并于2016716日钻得了EGRIP深层冰心的第一部分 HT钻具由丹麦哥本哈根大学设计,并以其1995年首次测试地点格陵兰汉斯泰森冰帽命名。

EGRIP 主要工作室

lc-130降落在EGRIP营地

钻具由冰心管,冰屑室,压力密封部分,反扭部分和电缆终端组成,既可以在干孔又可以在充满液体的孔中工作。它配有一个双管型冰心管,其上装有三刀头钻头利用冰心管与外管间的空间,通过固定于冰心管上的三螺旋叶片输送冰屑。

先导孔为干孔,深度为108.73 m,直径为129.6 mm (密度测试表明闭合深度为62 m)。然后进行几次扩孔,以使直径足够容纳笨重的玻璃纤维管,管子上配有销子,管端通过钢丝线相连,并使用O型圈密封。

现场工作图


2017年考察季,在钻探沟槽内完成了深层钻塔和深层绞车的安装。继续进行扩孔,最终完成了套管的安装。随后,注入ESTISOLÔ 240 和COASOLÔ钻井液,对钻孔进行部分填充后,然后使用HT钻具在近底部循环继续钻进。尽管在一些电子元器件和钻孔倾斜上存在问题,但在考察季末钻孔深度已经达到893.18 m。

在2017年6月,吉林大学极地研究中心主任P.G. Talalay走访了EGRIP营地并与哥本哈根大学冰与气候中心负责人D. Dahl-Jensen教授,在EGRIP项目的未来合作上达成了协议。


P.G. Talalay和D. Dahl-Jensen教授,在EGRIP项目的未来合作上达成了协议

想要了解更多有关EGRIP项目的信息,请访问http://eastgrip.org

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