该图为深部探测三维展示图，展示了中国深部探测的三维立体探测方法技术，从上到下依次是空中的无人机航磁探测，地面的电、磁、震探测和地下的深部钻探取样探测。　　中国地质科学院供图

　　与儒勒·凡尔纳在19世纪科幻名著《地心游记》中对地心熔岩、火焰等新奇想象相比，人类对地球内部的真实了解还远不够丰富。

　　“我们现在可以上天、下海了，却还难以‘入地’，”董树文说，目前人类的直接钻探最深只有12公里，与6000多公里的半径相比，仅仅只是地球的表皮。

　　董树文是中国地质科学院副院长，他现在一个更引人注意的身份，是我国“深部探测技术与实验研究”（以下简称“深部探测”）专项首席科学家。深部探测，这项中国地学史上最大的科学项目，代表着当前我国地球深部研究的最高水平。

　　给地球深层做“CT”

　　过去5年，我国完成了6160公里“穿透地壳”的深反射地震剖面，总长度达到11000公里

　　地球内部的构造，由外而内分别是三个同心球层，即地壳、地幔和地核。大陆地壳平均厚度约30—40公里，地幔则厚达近2700公里，地壳和地幔顶部组成固体的岩石圈平均约200公里厚，这就是飘移的板块。地幔之下，才是由铁、镍等物质组成的高温内核，《地心游记》中的地核就在这里。

　　至于多深才能称之为“深部”，董树文说，地质学界并没有一个统一标准。

　　“从技术精度上讲，对地球深部的真正科学探测始于上世纪七八十年代，”董树文说，美国当年应用石油勘探的反射地震探测技术探测全地壳的结构（COCORP计划），引领了世界深部研究的方向，也使得探测深度和精度达到前所未有程度。

　　“这就像给地球深层做一个CT”,国土资源部咨询中心专家黄宗理说，科学家在地上放人工炮，产生地震波就会沿地下传播，而当地震波碰到一个不同地质体的时候就会反射回来，仪器接收到反射信号，经过处理以后就会得到图像。

　　“因为不同深度和岩石性质反射的波是不同的，通过分析反射地震剖面图，科学家就能大体判断深部的构造了。”黄宗理说。

　　董树文介绍，继美国之后，加拿大、英国、德国、澳大利亚等国，也在上世纪实施了相应的大陆地壳的深地震反射探测计划。

　　“深部专项实施之前，我国深反射地震剖面总长约4800公里，仅相当美国的1/12，英国的1/4，意大利的1/2。”董树文说，过去5年，我国完成了6160 公里“穿透地壳”的深反射地震剖面，总长度达到11000公里，超过了此前50年完成的总和。

　　“我国现在有了11000公里深反射地震剖面，意味着我国从此进入深部探测大国行列”，深反射地震项目负责人高锐研究员说。

　　地表发生的一切几乎都能在深部找到答案

　　地震是地球内部应力作用的结果，了解地壳结构和地压力变化，有助于把握地震发生规律

　　“地表上发生的一切，几乎都能在深部找到答案，”黄宗理认为，要认识地球，就不能不了解深部。

　　“这就像一个顶层设计。”董树文说，深部探测是地球学科原始性创新的基础工作，是现代地球系统科学的基石，要实现从地质大国走向地质强国，就必须做好这一研究。

　　董树文说，现代资源勘探是建立在地质学、地球化学和地球物理学基础上，而深部探测可以揭示地下精细的结构与组成，精确的深部勘测，不仅可以指导发现新资源，还能建立新的找矿理论。

　　“我国资源探测的平均深度只有500米，地下还有那么厚，如果了解深部的情况，地下可开采的资源可能大幅度增加”，董树文认为，深部探测能够延伸国土资源的空间内涵，从而开辟“第二找矿空间”。

　　董树文说，我国深部探测目标之一，是建立一套大型矿集区立体三维探测体系，完成地下3公里左右的资源分布三维图，达到“透明化”。

　　“如果我们完全清楚地下3公里的情况，资源发现的效率和数量肯定将大幅度增加。”董树文说。

　　深部探测另一大应用是监测环境。中国地质科学院的王学求研究员介绍，5年中，我国建成了一张世界领先的数字化学网，得出了76种元素在我国的分布和浓度值的示意图。

　　王学求解释，“因为地球本底的元素基本稳定，但地表的土壤化学含量可以被污染，这样科研人员利用现今的地表元素含量和上世纪80年代的测量数据比较，做个减法，就能得出人为因素的影响。了解这些情况，我们就可以提前做好预防工作。”

　　地震灾害是地球内部的应力作用的结果，了解地壳结构和地应力变化，有助于把握地震发生规律。

　　中国科学院大学石耀霖院士说，青藏高原东南缘，这个包括了汶川地震在内的范围，可谓是世界上地壳活动性最活跃的地带，深部探测专项在这个区域建立了现代地应力监测网，测量并实时监测地应力大小和变化，通过数字模拟的方式，把握地壳活动性脉络。他说，这对今后地震预报走数字化方向至关重要。

　　自主装备可决定未来深部探测工程成败

　　我国万米钻机近期将在大庆钻探实验，并将研制1.5万米科学钻机

　　虽然深发射地震剖面突破万公里，步入探测大国行列，但董树文清楚，与发达国家相比，我国还有不少的差距。

　　“由于技术和资金不足，我国对陆地的了解大多还停留在表面，仅有非常有限的探测活动，对几十公里的地下情况并不清楚。深部专项所实验的，正是美国30多年前的工作。”董树文说。

　　“我们缺乏深部探测原创性技术。”董树文举例说，我国重力测量，测出的只是从地心到地表物质密度的总和，只了解横向的差异，几乎没有精确的垂直分辨的效果。但是，国外的重力梯度测量已经获得了高精度的垂向密度分辨能力，用于资源勘查和军事地质产生巨大的效益。这个技术对我国绝对封锁。没有重力梯度测量技术，就不能判断地球不同深度比重的差异。

　　黄宗理说，我国当前几乎所有深部探测仪器都是进口的，而当我国要进行大规模的地球勘探工程，国外就会封锁某些技术和设备，影响了探测进展。

　　“某种意义上讲，自主装备决定着未来地壳探测工程的成败。”黄宗理说。

　　董树文介绍，实施深部专项，另一个目标是希望能自主研制一批深部探测设备，力图实现关键技术的重大突破。

　　他介绍，深部探测专项已经在大功率地面电磁测量仪、无缆地震仪和无人机航磁系统等关键仪器的研发上取得突破。

　　钻探的水平直接代表了探测地球资源深部的能力，专项成功研制了万米科学钻机。董树文透露，万米钻机准备近期在大庆进行钻探实验，而进一步的目标则是，研制1.5万米的科学钻机。

　　“这个深度可以用于直接采集大陆震中的岩石样本，了解地震发源的机理。”

　　董树文说，我国深部探测培育期已经完成，而完成第一轮地球探测计划还需要更多时间。

　  本篇文章来源于《人民日报》 

　  原文链接：http://www.people.com.cn/24hour/n/2013/0426/c25408-21285279.html