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(de)科幻小说《地心(dìxīn)游记》中描绘了一个充满(chōngmǎn)熔岩、火焰与奇观的地下世界,引领读者踏上新奇的“地心之(zhī)旅”。如今,人类对地球内部的了解早已超越科幻的想象。随着科学技术的不断进步,人类凭借探测、钻探(zuāntàn)、观测、模拟实验等一系列科学手段,逐步揭开地球深部的神秘面纱。
深地探测,透视地球。地球物理探测是(shì)人类“透视”地球的主要手段,主要通过地震波、电磁场、重力场和地磁场等(děng)探测对地球内部进行间接研究。20世纪初,通过记录(jìlù)地震波在地球内部的传播路径与速度变化,科学家们成功解析了地壳(dìqiào)、地幔、地核的大致(dàzhì)分层结构。随着技术(jìshù)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,地球物理探测数据可以转换成反映地球深部结构的高分辨率图像,例如(lìrú)地震层析成像技术,这一过程就(jiù)如同给人体做CT(电子计算机断层扫描)。
过去,我国在地球物理深部探测领域长期处于相对落后状态。为(wèi)解决这一问题,我国于2008年(nián)、2016年先后启动地球深部探测专项(zhuānxiàng)、深地资源勘查开采(kāicǎi)国家重点研发计划专项。在重大项目持续(chíxù)推动和无数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的国家。
2025年2月20日,我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利(shènglì)完钻,成为亚洲第一(dìyī)、世界第二垂直深度井。这是我国在深地领域取得的(de)又一重大进展(zhòngdàjìnzhǎn)。图为深地塔科1井现场。 中国石油天然气集团有限公司供图
深地钻探,洞见地球(dìqiú)(dìqiú)。科学钻探是(shì)人类获取地球深部物质和了解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(zài)海洋开展科学钻探,通过深度较浅的钻孔广泛获取岩芯(yánxìn)和沉积物(chénjīwù)样品,为验证大陆漂移与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(suíhòu),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(ránér),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”。
在国际(guójì)大洋钻探(zuāntàn)计划(jìhuà)实施过程中,我国作为参与国积累(jīlěi)了宝贵经验;而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(wánchéng)多项重大科学钻探工程(gōngchéng),包括位于江苏东海的中国大陆科学钻探、青海湖科学钻探、松辽盆地科学钻探等(děng)。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(shēndì)观测,感知(gǎnzhī)地球。深地观测是利用地球物理方法(fāngfǎ)和地球化学方法等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,使其能够接近地震和火山孕育的深部区域,对地球重力场、磁场、电场(diànchǎng)、地震波、应力状态及温度,甚至深部地下生物圈等变化开展(kāizhǎn)实时、连续且持久的观测。
目前我国正积极筹备构建覆盖地下深部的(de)四维观测系统,旨在(zhǐzài)从根源(gēnyuán)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的监测预警能力。
高温高压(gāowēngāoyā)实验(shíyàn),模拟地球深部。地心是目前人类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,使人类在实验室内模拟地心环境成为(chéngwéi)可能。
1993年(nián),科学家们成功(chénggōng)模拟出核幔(hémàn)边界的温度,迈出了地心探索之旅里程碑式的一步。2010年,科学家们已能在实验室模拟出与地心相近的温压(wēnyā)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的惊喜(jīngxǐ)和颠覆性发现。
更多内容详见(xiángjiàn):中国科学院院士、中国地质大学(北京)教授王成善文章《深地(shēndì)探索为什么重要》
(策划:刘名美 张阳(zhāngyáng) 审核:李艳玲)
19世纪60年代,法国作家儒勒·凡尔纳的(de)科幻小说《地心(dìxīn)游记》中描绘了一个充满(chōngmǎn)熔岩、火焰与奇观的地下世界,引领读者踏上新奇的“地心之(zhī)旅”。如今,人类对地球内部的了解早已超越科幻的想象。随着科学技术的不断进步,人类凭借探测、钻探(zuāntàn)、观测、模拟实验等一系列科学手段,逐步揭开地球深部的神秘面纱。
深地探测,透视地球。地球物理探测是(shì)人类“透视”地球的主要手段,主要通过地震波、电磁场、重力场和地磁场等(děng)探测对地球内部进行间接研究。20世纪初,通过记录(jìlù)地震波在地球内部的传播路径与速度变化,科学家们成功解析了地壳(dìqiào)、地幔、地核的大致(dàzhì)分层结构。随着技术(jìshù)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,地球物理探测数据可以转换成反映地球深部结构的高分辨率图像,例如(lìrú)地震层析成像技术,这一过程就(jiù)如同给人体做CT(电子计算机断层扫描)。
过去,我国在地球物理深部探测领域长期处于相对落后状态。为(wèi)解决这一问题,我国于2008年(nián)、2016年先后启动地球深部探测专项(zhuānxiàng)、深地资源勘查开采(kāicǎi)国家重点研发计划专项。在重大项目持续(chíxù)推动和无数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的国家。
2025年2月20日,我国首口超万米科探井——深地塔科1井在地下10910米胜利(shènglì)完钻,成为亚洲第一(dìyī)、世界第二垂直深度井。这是我国在深地领域取得的(de)又一重大进展(zhòngdàjìnzhǎn)。图为深地塔科1井现场。 中国石油天然气集团有限公司供图
深地钻探,洞见地球(dìqiú)(dìqiú)。科学钻探是(shì)人类获取地球深部物质和了解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(zài)海洋开展科学钻探,通过深度较浅的钻孔广泛获取岩芯(yánxìn)和沉积物(chénjīwù)样品,为验证大陆漂移与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(suíhòu),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(ránér),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”。
在国际(guójì)大洋钻探(zuāntàn)计划(jìhuà)实施过程中,我国作为参与国积累(jīlěi)了宝贵经验;而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(wánchéng)多项重大科学钻探工程(gōngchéng),包括位于江苏东海的中国大陆科学钻探、青海湖科学钻探、松辽盆地科学钻探等(děng)。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(shēndì)观测,感知(gǎnzhī)地球。深地观测是利用地球物理方法(fāngfǎ)和地球化学方法等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,使其能够接近地震和火山孕育的深部区域,对地球重力场、磁场、电场(diànchǎng)、地震波、应力状态及温度,甚至深部地下生物圈等变化开展(kāizhǎn)实时、连续且持久的观测。
目前我国正积极筹备构建覆盖地下深部的(de)四维观测系统,旨在(zhǐzài)从根源(gēnyuán)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的监测预警能力。
高温高压(gāowēngāoyā)实验(shíyàn),模拟地球深部。地心是目前人类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,使人类在实验室内模拟地心环境成为(chéngwéi)可能。
1993年(nián),科学家们成功(chénggōng)模拟出核幔(hémàn)边界的温度,迈出了地心探索之旅里程碑式的一步。2010年,科学家们已能在实验室模拟出与地心相近的温压(wēnyā)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的惊喜(jīngxǐ)和颠覆性发现。
更多内容详见(xiángjiàn):中国科学院院士、中国地质大学(北京)教授王成善文章《深地(shēndì)探索为什么重要》
(策划:刘名美 张阳(zhāngyáng) 审核:李艳玲)


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