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向大地深处探寻资源：中国计划投巨资绘制精细“地下地图”
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中国正着手绘制一幅跨度为全部国土的精细“地下地图”。这项耗资10亿美元、为期6年的调查将涉及来自数十个机构的数千名研究人员。该项目不仅帮助中国获得更多的矿产和能源，还有助解答印度板块与欧亚大陆缓慢碰撞和青藏高原隆起等长期存在的科学问题。 据国际权威学术期刊《科学》网站近日报道，该计划在10月22日北京举行的DEEP-24研讨会上进行了相关的发布，计划名为“深部探测技术与试验研究专项”二期（SinoProbe II）。 据中国地质调查局官网报道，10月22日-24日，为期三天的“地球深部探测与应用国际学术研讨会（DEEP-2024）”在京召开，来自世界各国正在开展深地探测研究的组织机构、学者团队齐聚北京，广泛交流学术成果和工作实践，面向未来展望地球深部探测的新的发展方向。 SinoProbe II从2025年初开始，研究人员计划部署数千个仪器并向地下钻探至创纪录的深度，目标是创建一个地下数公里岩石层的3D地图。SinoProbe II是SinoProbe I的后续。SinoProbe I于2008年-2016年进行的较为初步的勘测。康奈尔大学的地球物理学家拉里·布朗对SinoProbeII的评价是令人难以置信，“我想不出有任何地球科学领域它不涉及的，除了大气科学。” 可查资料显示，2022年初中国地质调查局印发了《全国地质调查“十四五”规划》。规划提出到2025年，深地探测、深海探测两大战略科技力量初具规模。 当前，中国正在深地领域加强原创性、引领性科技攻关，强化自主装备制造研发，取得一系列新突破。向地球深部进军也是保障国家安全和可持续发展的一项战略选择。 SinoProbe II的首要任务是帮助中国摆脱对进口化石燃料和铁、铝等矿石的依赖，确保资源安全。南京大学地质学家董树文表示，中国地表下500米以内的较浅自然资源几乎已经耗尽。与美国正在进行的名为地球制图资源倡议的矿物调查相呼应，SinoProbe II旨在绘制深达3公里的矿石形成和化石燃料盆地，并开发提取技术。 勘探将惠及中国绿色技术。它将寻找太阳能电池板、风力涡轮机和电动汽车电池所需的关键矿物；可以利用的天然氢气阱，作为无碳燃料；以及可以长期封存二氧化碳的多孔岩石层。 埋藏于地下的地热资源，尤其是深层地热资源的勘探与开发在双碳大背景下也备受关注。可查资料显示尽管我国地热资源利用的历史悠久，地热能开发利用总量居世界首位，但仍主要以中浅层地热的直接利用为主，深部高温地热资源探测、评价、选区、钻完井、人工热储建造和开发技术起步较晚，深部地热资源勘探开发亟待培育壮大。 目前，我国埋藏深度在3000米以浅的中深层水热型地热资源总量相当于1.25万亿吨标准煤，埋藏深度在3000米-10000米的深层地热资源规模相当于856万亿吨标准煤。相较中深层地热资源，深层地热资源量更大、温度更高、资源禀赋更好、应用场景更广，一旦攻克关键技术，对端牢能源饭碗、绿色低碳发展具有重要意义。 为了获得地表附近地壳的清晰图像，SinoProbe II将在SinoProbe I期间进行的主动源地震剖面基础上进行。在十几个省份，研究人员沿着一条横断面铺设了地震检波器和地震仪，绘制了由埋藏岩层反射回地表的地震波。这些活动带来的成果包括在长江下游盆地发现铀矿床和中国南部南岭山脉发现的钼钨矿床。 在SinoProbe II中，研究人员将大规模进行主动地震研究，收集2万公里的地震剖面。相比之下，SinoProbe I是一个相对不完整的草图。 为了深入探测直到地球核心的结构，SinoProbe II将依赖中国各地数千个“被动”地震仪，监听远近的地震。通过绘制岩层如何减缓或加速地震波，仪器网络可以揭示从地幔上升的热岩柱、从浮力大陆的龙骨滴下的冷岩块，以及很久以前坠入地幔的死亡洋壳。一个类似的美国项目名为EarthScope，这是一个耗资2亿美元、为期20年的项目，旨在绘制北美地下世界。美国项目的地震仪间隔70公里。SinoProbe II的网络将是美国项目的两倍密度，传感器间隔35公里，以获得更高的分辨率。 SinoProbe II中备受关注的还有超深钻探。2018年，中国地球科学家在位于中国黑龙江省的SK-2钻探点达到了7018米的深度。从2027年开始，SinoProbe II将着手钻探超过10公里的深度。它还将完善技术，以达到13至15公里的深度，那里几乎热到足以熔化铅，压力高于最深的海沟。这样的深渊将击败目前的钻探冠军：苏联钻探的12.2公里的科拉超深钻孔。 |
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