船名命名
喬迪斯·決心號大洋鑽探船原名為“Sedco/BP471號”,是美國Sedco公司和英國石油公司所屬的一艘商用石油勘探船。後改裝供大洋鑽探計畫使用,改名為“喬迪斯·決心號”。“喬迪斯”音譯自地球深部取樣海洋研究機構聯合體(JointOceangraphicInstitutionsDeepEarthSampling)的英文簡稱JOIDES,“決心”(Resolution)是為了紀念18世紀英國著名探險家詹姆斯·庫克率領“HRMResolution號”探索太平洋與南極地區的冒險精神。
基本數據
喬迪斯·決心號總排水量9050噸,船長度143米,寬度21米。能在海上連續航行75天。鑽塔高61.5米,能操作9150米鑽桿柱,其鑽探能力為9150米,鑽探最大水深8235m,海底下最大鑽探深度為4000m左右。與先前的格羅瑪·挑戰者號相比,喬迪斯·決心號功率更大,穩定性更好,鑽進深度更深。船上裝備有12個用於動力定位的強勁推進器和提升能力達400噸的世界上最大的升降補償裝置。該船還擁有1400平方米的七層實驗室,可供沉積學、岩石學、古生物學、地球化學、地球物理學等方面的分析研究。
技術性能
喬迪斯·決心號號離不開三大關鍵技術:動力定位系統、鑽孔重返系統與升降補償裝置。喬迪斯·決心號上安裝了兩個4500馬力的主推進器和12個750馬力的伸縮式推進器,由船上的計算機動力定位系統統一管理。當抵達預定鑽探地點後,船上將一個聲吶信號裝置投入海底。該裝置不斷從海底發出聲波信號,船上的接收裝置將接收的信號輸入計算機。當船從固定的孔位上方漂移時,計算機就能根據聲波信號,測出漂移的方向和距離,並將數據傳給船上的推進器。推進器立即開始工作,自動校正調整船舶位置。這一系統可保證“決心”號在浪高7.5米海況下,將船位控制在水深2%範圍內。
鑽孔重返系統包括高解析度的聲吶掃描系統和返孔錐裝置。在首次鑽探時,將漏斗狀的返孔錐安放在鑽孔位置,鑽桿通過返孔錐鑽入海底。鑽頭磨損後,要將鑽桿取出更換,返孔錐仍留在海底。更換鑽頭後,將帶有水下攝像機的鑽桿放到海里。船上通過接收鑽孔附近的聲吶發射器信號,調整船舶位置。當鑽桿與返孔錐相距不遠時,船上通過觀察海底攝像機,輔助以鑽桿上自動裝置,讓鑽頭落入返孔錐中。
在大海中鑽探,船隻時刻都會隨著海浪上下顛簸。為解決這一問題,喬迪斯·決心號上安裝了400噸的升降補償裝置,以隨時補償船體隨波起伏給鑽探帶來的不利影響。此外,喬迪斯·決心號上使用的鑽桿也與陸地上用的不一樣,是一種可以吸收上下振動的“緩衝鑽桿”。
為了提高鑽探效率、減少起鑽、下鑽次數,喬迪斯·決心號還採用了繩索取芯系統。取芯管放在鑽桿內,通過鋼絲繩與鑽塔的牽引器連線,當取芯管裝滿岩芯後,牽引器就將其提升上來。由於每次鑽探的任務不同,“決心”號上開發了多種型號的取芯管。本航次將採用“迴轉取芯管”。這是一種旋轉的取芯工具,每次能在堅硬的岩石中取出9.5米長的岩芯。
在海底鑽探,鑽孔中的岩屑如果不及時處理,可能會像“蟻冢”一樣堆積在鑽孔口周圍。這種“蟻冢”超過一定高度勢必垮塌,如果垮塌的岩屑重新落入鑽孔,就會妨礙鑽具旋轉,甚至卡鑽。因此,決心號還專門設計了一個工作系統,通過海水和泥漿的循環作用將岩屑從孔口排出,並清掃掉孔口周圍的“蟻冢”。
服役歷史
喬迪斯·決心號從1985年開始成為大洋鑽探計畫專屬鑽探船,到2003年9月共實施了111個航次(第100航次到第210航次)的調查,行程355781海里,足跡遍布全球各大洋,在669個站位鑽了1797個鑽孔,取心總數為35772個(取心長度總和35772米).2004年,大洋鑽探計畫為綜合大洋鑽探計畫所取代,喬迪斯·決心號繼續為綜合大洋鑽探計畫服役至今。