深地探索经历了怎样的历程
深地探索经历了怎样的历程
深地探索经历了怎样的历程19世纪60年代,法国作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《地心游记》中描绘(miáohuì)了一个充满熔岩、火焰与奇观的地下世界,引领读者踏上新奇的“地心之旅(lǚ)”。如今,人类对地球内部的了解(liǎojiě)早已超越科幻的想象。随着科学(kēxué)技术的不断进步,人类凭借探测、钻探、观测、模拟实验等一系列科学手段(shǒuduàn),逐步揭开地球深部的神秘面纱。
深地探测,透视地球(dìqiú)(dìqiú)。地球物理探测是人类“透视”地球的(de)主要手段,主要通过地震波、电磁场(diàncíchǎng)、重力场和地磁场等探测对地球内部进行间接研究。20世纪初,通过记录地震波在地球内部的传播路径与速度变化,科学家们(men)成功(chénggōng)解析(jiěxī)了地壳、地幔、地核的大致分层结构。随着技术的飞速发展,地球物理探测手段日益丰富和精确。通过计算机的处理分析,地球物理探测数据(shùjù)可以转换成反映地球深部结构的高分辨率图像,例如地震层析成像技术,这一过程就如同给人体做CT(电子计算机断层扫描)。
过去,我国在地球物理(dìqiúwùlǐ)深部探测领域长期处于相对落后状态。为解决这一问题,我国于2008年(nián)、2016年先后启动(qǐdòng)地球深部探测专项、深地资源勘查开采国家重点研发计划专项。在重大项目持续推动和无数(wúshù)科研工作者不懈努力下,我国迅速缩小了与国际先进水平的差距,已成为拥有完备深部探测技术体系(tǐxì)的国家。
2025年2月20日,我国首口超万米(wànmǐ)科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利完钻(wánzuān),成为亚洲第一、世界第二垂直深度(shēndù)井。这是我国在深地领域取得的又一重大进展。图为深地塔科1井现场。 中国石油天然气集团有限公司(yǒuxiàngōngsī)供图
深地钻探(zuāntàn),洞见地球(dìqiú)(dìqiú)。科学钻探是人类(rénlèi)获取地球深部物质和了解(liǎojiě)地球内部信息最直接、最有效、最可靠的方法。20世纪五六十年代,人类率先在海洋开展(kāizhǎn)科学钻探,通过深度较浅的钻孔广泛获取岩芯(yánxìn)和沉积物样品,为验证大陆漂移与(yǔ)板块构造理论提供了科学依据,极大地拓宽了人类的认知边界。随后,一系列影响深远的大陆科学钻探计划项目不断实施。目前,人类钻探地球的垂深极限由苏联在科拉半岛实施的科拉超深钻保持,其深度为12262米。然而,与地球平均半径6371千米相比,仅仅是地心之旅的“万里长征第一步”。
在(zài)国际(guójì)大洋钻探计划实施过程(guòchéng)中,我国作为参与(yǔ)国积累了(le)宝贵经验;而(ér)在国际大陆钻探计划中,我国已成为发起国之一。1996年,我国与美国、德国共同发起国际大陆科学钻探计划。该计划启动以来,我国已完成多项重大科学钻探工程,包括位于江苏东海的中国(zhōngguó)大陆科学钻探、青海湖科学钻探、松辽盆地科学钻探等。这些工程不仅取得一系列科学研究的重大突破,而且推动国内钻探相关技术革新与装备水平提升。
深地观测,感知地球(dìqiú)。深地观测是利用(lìyòng)地球物理方法和地球化学方法等(děng)直接观测深部地下结构、形态(xíngtài)和物质组成,从而“感知”地球深部变化的重要方法。钻探开辟的深井为部署精密仪器提供了窗口(chuāngkǒu),使其能够接近地震和火山(huǒshān)孕育的深部区域,对地球重力场、磁场、电场、地震波、应力状态及温度,甚至深部地下生物圈等变化开展实时、连续且持久的观测。
目前我国正积极筹备构建(gòujiàn)覆盖地下深部的(de)四维观测系统,旨在从根源上揭示灾害孕育与发生的深层次过程,有针对性地提升我国对自然灾害(zìránzāihài)的监测预警能力。
高温高压(gāowēngāoyā)实验,模拟地球深部。地心是目前人类(rénlèi)向往却难以到达的地方,但高温高压实验如同一把打开地心之门的钥匙,使(shǐ)人类在实验室内模拟地心环境成为可能。
1993年,科学家们(men)成功模拟出核幔边界的(de)温度,迈出了地心探索之旅里程碑式的一步。2010年,科学家们已能(néng)在实验室模拟出与地心相近的温压条件。令人骄傲的是,中国科学家率先完成了地核温压条件的模拟实验。未来,高温高压实验有望给人们带来更多(duō)的惊喜(jīngxǐ)和颠覆性发现。
更多内容详见:中国科学院院士(yuànshì)、中国地质大学(北京)教授(jiàoshòu)王成善文章《深地探索为什么重要》
(策划:刘名美(měi) 张阳 审核:李艳玲)
19世纪60年代,法国作家儒勒·凡尔纳的科幻小说《地心游记》中描绘(miáohuì)了一个充满熔岩、火焰与奇观的地下世界,引领读者踏上新奇的“地心之旅(lǚ)”。如今,人类对地球内部的了解(liǎojiě)早已超越科幻的想象。随着科学(kēxué)技术的不断进步,人类凭借探测、钻探、观测、模拟实验等一系列科学手段(shǒuduàn),逐步揭开地球深部的神秘面纱。
深地探测,透视地球(dìqiú)(dìqiú)。地球物理探测是人类“透视”地球的(de)主要手段,主要通过地震波、电磁场(diàncíchǎng)、重力场和地磁场等探测对地球内部进行间接研究。20世纪初,通过记录地震波在地球内部的传播路径与速度变化,科学家们(men)成功(chénggōng)解析(jiěxī)了地壳、地幔、地核的大致分层结构。随着技术的飞速发展,地球物理探测手段日益丰富和精确。通过计算机的处理分析,地球物理探测数据(shùjù)可以转换成反映地球深部结构的高分辨率图像,例如地震层析成像技术,这一过程就如同给人体做CT(电子计算机断层扫描)。
过去,我国在地球物理(dìqiúwùlǐ)深部探测领域长期处于相对落后状态。为解决这一问题,我国于2008年(nián)、2016年先后启动(qǐdòng)地球深部探测专项、深地资源勘查开采国家重点研发计划专项。在重大项目持续推动和无数(wúshù)科研工作者不懈努力下,我国迅速缩小了与国际先进水平的差距,已成为拥有完备深部探测技术体系(tǐxì)的国家。
2025年2月20日,我国首口超万米(wànmǐ)科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利完钻(wánzuān),成为亚洲第一、世界第二垂直深度(shēndù)井。这是我国在深地领域取得的又一重大进展。图为深地塔科1井现场。 中国石油天然气集团有限公司(yǒuxiàngōngsī)供图
深地钻探(zuāntàn),洞见地球(dìqiú)(dìqiú)。科学钻探是人类(rénlèi)获取地球深部物质和了解(liǎojiě)地球内部信息最直接、最有效、最可靠的方法。20世纪五六十年代,人类率先在海洋开展(kāizhǎn)科学钻探,通过深度较浅的钻孔广泛获取岩芯(yánxìn)和沉积物样品,为验证大陆漂移与(yǔ)板块构造理论提供了科学依据,极大地拓宽了人类的认知边界。随后,一系列影响深远的大陆科学钻探计划项目不断实施。目前,人类钻探地球的垂深极限由苏联在科拉半岛实施的科拉超深钻保持,其深度为12262米。然而,与地球平均半径6371千米相比,仅仅是地心之旅的“万里长征第一步”。
在(zài)国际(guójì)大洋钻探计划实施过程(guòchéng)中,我国作为参与(yǔ)国积累了(le)宝贵经验;而(ér)在国际大陆钻探计划中,我国已成为发起国之一。1996年,我国与美国、德国共同发起国际大陆科学钻探计划。该计划启动以来,我国已完成多项重大科学钻探工程,包括位于江苏东海的中国(zhōngguó)大陆科学钻探、青海湖科学钻探、松辽盆地科学钻探等。这些工程不仅取得一系列科学研究的重大突破,而且推动国内钻探相关技术革新与装备水平提升。
深地观测,感知地球(dìqiú)。深地观测是利用(lìyòng)地球物理方法和地球化学方法等(děng)直接观测深部地下结构、形态(xíngtài)和物质组成,从而“感知”地球深部变化的重要方法。钻探开辟的深井为部署精密仪器提供了窗口(chuāngkǒu),使其能够接近地震和火山(huǒshān)孕育的深部区域,对地球重力场、磁场、电场、地震波、应力状态及温度,甚至深部地下生物圈等变化开展实时、连续且持久的观测。
目前我国正积极筹备构建(gòujiàn)覆盖地下深部的(de)四维观测系统,旨在从根源上揭示灾害孕育与发生的深层次过程,有针对性地提升我国对自然灾害(zìránzāihài)的监测预警能力。
高温高压(gāowēngāoyā)实验,模拟地球深部。地心是目前人类(rénlèi)向往却难以到达的地方,但高温高压实验如同一把打开地心之门的钥匙,使(shǐ)人类在实验室内模拟地心环境成为可能。
1993年,科学家们(men)成功模拟出核幔边界的(de)温度,迈出了地心探索之旅里程碑式的一步。2010年,科学家们已能(néng)在实验室模拟出与地心相近的温压条件。令人骄傲的是,中国科学家率先完成了地核温压条件的模拟实验。未来,高温高压实验有望给人们带来更多(duō)的惊喜(jīngxǐ)和颠覆性发现。
更多内容详见:中国科学院院士(yuànshì)、中国地质大学(北京)教授(jiàoshòu)王成善文章《深地探索为什么重要》
(策划:刘名美(měi) 张阳 审核:李艳玲)


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