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地球|火星变地球，解锁地球宜居之谜是关键( 二 )


“‘深地’与浅表的联动机制正成为新的学科制高点 ， 各国竞相布局 ， 均在争取率先突破 。”徐义刚说 。
2016年 ， 美国地球物理联合会和美国地质学会联合发表的《21世纪的大地构造：一个宜居行星的动力学》白皮书中指出 ， “深地”过程及其与生物圈和大气圈的相互作用在维持地球宜居性方面发挥了极其重要的作用 。
美国Sloan基金会和英国自然环境研究理事会也先后启动了“深部碳观测”全球重大研究计划和“挥发份、地球动力学和固体地球控制宜居地球”重大研究计划 。
在美国研究理事会发布的咨询报告中 ， 早期地球和地球内部动力及其与浅部的联系被列为重点关注方向 。
全球起跑 ， 中国也不甘落后——
2009年 ， 国土资源部组织实施的《地球深部探测技术与实验研究专项》正式启动 ， 标志着我国地球深部探测的“入地”计划拉开序幕；
2016年 ， 科技部启动国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项 ， 从资源勘探的角度提出深地探索目标 ， 并在完成过程中发展了移动平台地球物理探测技术装备等；
不久前 ， 在中国科学院与国家自然科学基金委联合开展的“中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）”框架下 ， “深地科学前沿科学发展问题战略研究”（2021—2035）获批立项 ， 研究将促进地球科学与生物、大气、行星学等多学科的深度融合 ， 启迪创新科学思想 ， 孕育新的学科生长点 ， 推动我国固体地球科学从跟踪前沿向开拓前沿的跨越式发展 。
此外 ， 科技创新2030国家深地探测重大专项、国家自然科学基金委深地重大研究计划也正在积极部署和组织相关论证工作 。
除了钻孔 ， 科学家还有很多间接方法推算地球运动规律和物质循环路径
英国科幻小说家阿瑟·克拉克在他的短篇作品《地心烈焰》中 ， 描述了一种生活在“深地”的智慧生物 ， 它们是压缩态的高密度生命 ， 可以在白热的岩石间穿行 。
儒勒·凡尔纳的《地心游记》更是把地心世界描绘地栩栩如生、惊心动魄 ， 并刻画了一条现实中并不存在的直达地心的通道 。
走向“深地” ， 小说家发挥想象 ， 想尽各种遁地方案 。现实中 ， 和深海探测以及深空探测不同 ， 研究者们无法通过潜艇或者飞船触达 ， 又该如何研究？
我国科学家们曾提出大胆设想：在中国钻若干口超过万米的特深钻孔 。这将使我国的地球科学研究水平提升至国际先进水平 。
除此之外 ， 科学家们还有很多间接的方法推算出地球的运动规律和物质循环路径 。
“地球要运动 ， 谁推着它？”李忠海说 ， 如果它内部没有一点密度差异 ， 不存在“东重西轻”或“头重脚轻”的情况 ， 那它是不会动的 。
地球内部的运动就像有千万个“跷跷板” 。这些“跷跷板”的不平衡给地球动力 ， 而跷跷板的动力是因为地球内部各圈层之间特性不同、均匀性不同、万有引力不同 。
李忠海解释说 ， 如果地球流变强度非常强（“跷跷板”锈住了） ， 转动的应力导致变形很慢 ， 那么地表的板块运动基本上不动 ， 没有新陈代谢 ， 某种意义上说也可以理解为“死”了 。
如果流变强度非常弱 ， 地球像个“散黄蛋” ， 那意味着地球在固定的驱动力下变形非常快 ， 俯冲板块呼呼地从地表下去 ， 下地幔也很快跑上来 ， 这样的地球可能也不会变成现在宜居的状态 。
自上而下的岩石圈板片俯冲和自下而上的地幔柱运动贯穿和影响着整个地幔的各个圈层 ， 这些运动之间的平衡和规律值得探究 。
“峨眉山、夏威夷、冰岛……都是公认的大地幔柱 ， 它们很像从地幔延伸出来的‘直梯’ ， 它们曾经或者正在进行的喷发 ， 会把‘深地’的信息带上来 。”南京大学教授李高军表示 ， 人们通过对这些地区的岩石的采集分析 ， 能够对深部圈层相互作用的构造过程和动力学机制有所认识 。此外 ， 人们还利用地震波的探测 ， 来“倾听”来自地下的“动静” 。
“最佳论文”引争议 ， 了解“深地”需要更多探测手段
“做地球研究太复杂了 ， 各个层圈都要涉及 。目前掌握的方法和手段仍旧很有限 。”徐义刚说 ， 走进“深地”迫切需要技术创新 。
我国科学家在这个领域取得了较领先的进展 。例如金属稳定同位素示踪的方法 ， 让追踪地球深部“跑动”痕迹逐步可视化 。
“我国科学家率先开创镁—锌同位素示踪技术 。”中国科学院院士、中国地质大学（北京）教授李曙光说 ， 由于发现海底沉积的碳酸盐岩与地幔岩石存在着巨大的镁同位素差异 ， 2012年 ， 团队率先提出利用镁同位素揭示地球深部储存的沉积碳酸盐岩 。


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