深地探索为何前景广阔

2025-05-28   点击：44

　　深地资源的开发利用，对于满足人类发展过程中日益增长的资源和能源需求，拓展人类生存空间等具有重大意义。

　　深地矿物资源的开采使用。从当前的技术储备和发展需求看，深地正成为寻找矿物资源新的战略高地。例如，新能源汽车的兴起使锂、钴、镍、石墨、稀土、铂等关键矿产资源的需求大幅增加，深地矿物资源的开采能够有效满足这一需求。再如，以前制造“大哥大”手机只需用到约30种化学元素，现今的智能手机却使用了70多种化学元素。信息技术产业、航天航空、轨道交通、新材料等领域对元素的需求日益广泛，从这个意义上来讲，人类已经进入元素周期表的“全元素使用”时代，对深地矿物资源的开发利用更为必要。人类所需要的资源在地下深部1万米以内都有可能分布。如果开采深度能够达到地下2000米，我国的固体资源供给量将在现有基础上翻倍。

　　此外，深地中的地热资源正日益成为未来能源研究的重点方向。地热能是一种储量丰富、分布较广、稳定可靠的可再生能源，如果把地热能置换出来用于发电，这就是零碳的能源，可以替代甚至取代现在的化石能源。除了用来发电，地热还可用于温泉疗养、供暖制冷、农业养殖等领域。

　　深部空间的建设与探索。向深部拓展空间是城市发展和深地应用的重要方向之一。不少发达国家在大都市的建设过程中，对地下空间的开发利用已取得显著进展。以日本、新加坡为例，其地下空间利用深度已达到200米。

2024年12月，世界最深、宇宙线通量最小、可用空间最大的极深地下实验室——锦屏大设施投入科学运行一周年。该实验室目前开展了暗物质、中微子、核天体物理、岩石力学、地震学、集成电路、引力波、深地医学、量子计算等前沿基础科学研究。图为12月11日拍摄的升级完成后的锦屏深地核天体物理实验平台。 新华社记者 薛晨/摄

　　地下空间不仅能够为城市建设所用，同样也能助力科学研究。例如，江门中微子实验探测器主体在地下700米深处建成，在一系列前沿技术领域取得突破；中国锦屏地下实验室位于地下2000多米，自2010年建成投用以来，已有来自清华大学、上海交通大学等高校和科研院所的10余个实验项目组入驻，取得了近50项国际领先的科研成果，目前已有暗物质、中微子、核天体物理、岩石力学、引力波、深地医学、量子计算等前沿基础科学研究在此进行。

　　此外，地下岩石遍布着微小的孔隙，捕获的大气二氧化碳可以输入到地下的孔隙中，实现长期的封存。二氧化碳地质封存是通过工程技术手段将捕集的二氧化碳注入地下的深部咸水层、枯竭油气藏等地质体中，通过构造地层封存等方式实现二氧化碳与大气长期隔绝的过程。这是降低温室气体含量、缓解温室效应的重要手段之一，也是实现碳中和目标的一个重要途径。

　　挺进地球深部，每一米都是对未知的挑战，每一寸都是向极限的突破。2010年，联合国“国际行星地球年”将地球深部列为地球科学的最后前沿。许多发达国家已将深地科学与探测技术作为优先部署的国家战略。

　　党的十八大以来，我国在深地领域取得一系列令人瞩目的成就。在关键核心技术攻关与重大装备研制方面，具备1.1万米最大钻深能力的“梦想”号大洋钻探船正式入列。深地钻探不断刷新纪录：2018年5月，松科二井顺利完钻，井深达7018米，成为当时亚洲国家实施的最深大陆科学钻井，也是国际大陆科学钻探计划项目实施20多年完成的最深钻井；2025年2月，我国首口超万米科探井——深地塔科1井成功钻至地下10910米，成为亚洲第一、世界第二垂深井，并创造了全球陆上钻井突破万米“最快”、亚洲陆上取岩芯“最深”等多项工程纪录。新一轮找矿突破战略行动也取得显著成效，新发现10个亿吨级油田、19个千亿方级气田，探获10个大型铀矿床。

　　近年来，“十四五”深地国家重大科技专项顺利实施，“深时数字地球”国际大科学计划启动实施，“战略性矿产资源开发利用”重点研发专项完成任务部署，能源和矿产资源有关全国重点实验室获批建设，地质矿产领域战略科技力量布局显著优化。我国深地科学探索与资源开发利用前景广阔，将为保障国家能源资源安全、推动科技进步和经济社会发展作出更大贡献。

　　更多内容详见：中国科学院院士、中国地质大学（北京）教授王成善文章《深地探索为什么重要》