“地下望远镜”：探寻地球深部奥秘

5年内完成了8口科学井，地下进尺16000米，岩心记录14606米，使我国的深井钻井由空白走向丰硕。这是一个让CCSD选址和钻探实验项目团队感到自豪的结果。

日前，中国地质调查局组织专家对“深部勘探技术与实验研究项目”大陆科学钻探选址与钻探实验项目(“深部项目”)的五个课题进行了验收，认为研究团队不仅完成了预期任务，而且取得了许多新进展。

“地下望远镜”

今年4月，黑龙江省安达市按计划钻探了1万米“地壳1号”钻机建造的宋克2井，并连续取出2865-6400米深的地层岩心。

“就像病人看医生时需要CT一样，‘地壳1号’是一种从地球深部获取材料和样本的装置。地质专家对样本进行分析，以帮助我们理解地球深部的奥秘。”吉林大学建筑工程学院院长孙友红告诉《中国科学》。

由深钻技术和地球物理遥测技术组成的科学钻探项目被称为“地下望远镜”，是“深专项”的基础项目。

中国科学院院士李廷东说，通过大陆科学钻探直接观测岩石圈，可以揭示大陆地壳的物质组成和结构，纠正地球深部地球物理遥感结果，揭示地震发生规律，研究全球气候变化和环境变化，探索地下微生物的分布和潜在繁殖条件，防止环境和地下水污染，处理核废料， 长期观察地球变化，可以解决一系列重大的基础科学问题，对了解地球资源和环境，合理开发和保护地球具有重要作用。

一旦“地壳一号”的预期目标完成，中国将成为继前苏联和德国之后世界上第三个拥有万米大陆科学钻探专用设备和相关技术的国家。

这离我国深入探索的终点还很远。孙友红说，6400米的“地壳1号”只是一个基础阶段。未来，建立在“外壳1”基础上的新“外壳2”将准备挑战15000米钻机的发展，并对俄罗斯作为世界上最深钻机的地位产生影响。

颠覆教科书的发现

深层钻探揭示了地球的秘密，同时也修正了许多传统的地质认识和理论，甚至推翻了许多过去的权威观点。

“教科书中提到的地球内部结构实际上是地质学家的推测。没有人知道这是不是真的，除非亲自看一看。”孙友红说道。

雅鲁藏布江缝合带可能存在“超级铬矿”。罗布莎是中国唯一的大型铬矿，位于海拔4000米以上，储量被认为只有500万吨。改革开放以来，这一结论没有改变。

随着罗布莎科学钻探的深入，当勘探深度超过1800米时，有了惊人的新发现。钻石是在这里的铬矿中发现的。“过去，人们认为海洋的外壳很浅，表面压力很小，因此不应产生钻石。铬矿包裹体中金刚石的发现表明铬矿是在高温高压下在深部地幔中形成的中国地质科学院副院长、深部专项首席科学家董树文解释说。

董树文说，在地球科学理论方面，通过对深度探索的最新认识，有一些意想不到的重大成就。例如，青藏高原东北部下地壳与莫霍面叠加的缩短构造和龙门山地壳的陡峭走滑构造，挑战了物质从青藏高原东北边缘逃逸的“下地壳隧道流”的国际主流模式。

“从地球物理数据中获得的理解往往有争议，需要验证，而钻井是最好的验证方法。无论是从事地质矿产还是环境灾害，深部勘探都是地质工作中的一个方向性问题。必须从三维空间清楚地了解地球的结构，以便解决各种地质问题。”李廷东告诉记者。

中国的“中国梦”

“天、地、海”是21世纪人类探索自然奥秘的三大壮举。与“上天堂”和“下海”相比，中国的“入世”工程起步较晚。

“其实，去天堂不容易，进地面更难。对于深井钻井来说，温度是一个大问题。通常，该区域的低温梯度为3度。钻头能否适应如此低的温度是个难题。”孙友红感慨地说。

中国地形的复杂性也增加了探索地下世界的难度。此外，除了自然的挑战之外，科学家还必须面对缺乏资金和来自社会的声音。

然而，随着五年来"深度工程"的实施，一系列的成就相继出现，"起初有许多疑虑，然后逐渐消失。"李廷东说。

“虽然比国外晚了几十年，但这一步在中国的深入探索终于发生了，而且这一步非常扎实有力。它实现了几代人长期以来渴望进入这片土地的愿望。”董树文说。

李廷东认为，目前我们已经掌握了深部勘探的技术方法，形成了一支队伍，取得了丰富的成果，具备了勘探的条件。因此，启动“地壳勘探工程”国家陆地进入计划的基础和条件已经成熟。