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去喜马拉雅解剖冰川吧,这才是正确的降暑方式

除了洗车, 你还能想到高压清洗机的其他用途吗?

发布时间:Mar 23, 2020

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这个夏天,我们决定带你去

世界上海拔最高的喜马拉雅山

看看科学家手里的高压清洗机

还发挥着什么特殊的价值

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亚洲高山上的冰川是世界第三大淡水资源库,仅次于北冰洋和南极洲。山上融化的雪水汇流成大河,为数十亿人提供了饮用水源。因为这些冰川海拔很高,所以容易受到气候变化的影响。一旦受到影响,对这一地区造成的后果将是灾难性的,引发雪崩和洪水,长以此往,会导致严重缺水。

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因此,我们必须了解这些冰川的现状和动态。地质学家正在进行这项工作,其中包括利兹大学的Duncan Quincey博士和威尔士亚伯大学的Bryn Hubbard教授。将来,人们可以通过计算机模型计算,就能预测冰川的移动情况以及其它变化。为了建立模型,需要知道冰川内部的数据,这类数据非常难以获取。比如说,难点之一是需要在不同的深度安装传感器,测量温度或冰的密度。


从1992年起,Hubbard教授和他的同事一直在使用卡赫高压清洗机进行冰川钻孔。这款结实耐用、由汽油驱动的热水高压清洗机,可以融化雪水,用来作为水源。在高压软管的顶端装上喷嘴,以此作为钻头进行钻孔,再借助滑轮把喷嘴伸入冰川内部。


2017年春季,在Everdrill钻探项目上,这种方法被首次用于喜马拉雅山的冰川钻探。这个项目的目标是研究珠穆朗玛峰上的昆布冰川。昆布冰川是世界上海拔最高的冰川。研究人员需要在这个冰川上进行钻孔,最深处达150米。对于人员和设备来说,海拔高度是最大的挑战。在海拔5,000米的高度上,气压和含氧量会降低50%,这大大影响了内燃机的性能。运输工作也面临严峻挑战,在这样的海拔高度上,一架直升机一次只能运输200公斤左右的物资。

尽管困难重重,到项目结束时,研究人员仍然在冰川的三处地点成功地开凿了多个钻孔。为了完成这些工作,人们在现场总共花费了五个星期的时间。后续团队还将对安装在冰川内部的传感器采集到的数据进行分析。他们已经制定了计划,准备继续开凿更多的钻孔,新的钻孔将比以前的钻孔海拔更高,深度更深。

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Q & A

K= 卡赫

H = Bryan Hubbard教授



K:Hubbard教授,在海拔5,000米的地方钻探,到目前为止,您达到自己的预期目标了吗?

R:是的。我们已经几乎达到了计划目标,并且从现阶段的第一季度野外工作上来看,很有可能超出预期目标。我们已经成功地在昆布冰川的三个钻探点开凿了几十米深的孔,这些地方都已经安装了探测仪器,将持续采集包括内部温度、内部运动和水压等数据信息。同时,我们正在研究冰川的表面运动及其大规模的水文状况。


K:面对那么多挑战,包括克服高海拔问题,您是怎么成功做到把设备安置到冰川上的。

R:在当地搬运工和直升飞机飞行员的帮助下,我们把所有的设备都运到了冰川上并且还成功地探测点之间安置了下来。在极端环境下进行物流运输,(能成功)本身就是个极大的成就,考虑到地势复杂,用来运输的直升飞机在这个高度上工作,最大有效承载量必须小于200公斤。

K:可以给我们解释下您的钻探工作过程吗?

R:钻探过程其实非常简单:先把地表河流和池塘的水汲取到沉淀池,再从沉淀池进入热水高压清洁机,进行加热和加压处理。高压热水水会沿着高压热塑性软管输送到一个2米长的钢管中,我们称它为“钻杆”。在钻杆的尾部,我们装了一个喷嘴支架和固定铅笔式喷嘴,这样水就可以通过直径只有1毫米的圆形小孔喷射出来。这种高压热水喷水枪喷出来的水缓慢地通过钻孔进入冰川,(水温水压都)刚刚好可以融化冰。


理论上,钻杆不会接触到冰,只要让它像钟摆一样悬挂着,就可以垂直地面钻孔。但在实际操作中,这个方式很难实现,特别是当碎冰进入孔中的时候。用热水钻孔则可以以2米/分钟的速度前进,但是在高海拔地区,遇到地表碎冰和燃烧受损时,钻孔进展就会变慢,比如在昆布冰川上,每分钟钻头前进速度不超过0.5米。然而即便是每分钟只能前进0.5米也比没有任何进展好,何况我们还有充裕的时间。


K:整个项目中,您做了这么多的体力活,忍受好几周的高海拔和极寒季候,有没有什么特别的事情让你觉得是比较舒服的?

R:后勤人员和搬运工都超给力,工作效率又高。在这里,你会感受到大自然的景色是如此得令人敬畏,忍不住发出赞叹。通往珠峰大本营的小屋中我们可以上网,这样就可以和外界保持联系。


K:在您最近一次去昆布冰川的探险中,最喜欢的是什么?

R:因为我已经在这样神奇的环境里,做了很多冰川钻探,我不得不说整个行程收获的体验是我最喜欢的:首先我们要飞到加德满都并在那儿待上几天,再飞进卢卡拉机场(世界屋脊上的跑道),然后徒步登上珠峰大本营后再开始工作,最后我们还要按照一模一样的路线原路返回。随着实地考察所取得的成功,这对我来说是一个极其丰富且有益的完整体验。


K:EverDrill项目之后将做什么呢?可以请您给我们介绍一下接下来即将展开的项目吗?

R:EverDrill第二季在今年4月开始,我们会根据第一季的结果对钻探和钻孔实验进行改进。我们也希望在不久的将来与卡赫的工程师一起开发、测试一种热水钻进系统,在更高的海拔上也能运行,最终让我们能够重建喜马拉雅山脉广泛分布的积雪的空间变化。在其他地方,我们计划2018年晚些时候把5个卡赫的HDS 1000 DE高压清洗机并联在一起提供充足的热水,以便我们能够深度钻探到地下1.3公里的地方,进入格兰陵中西部Store冰川的冰床界面。

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