地球内部示意图
穿透地壳，到地幔中一探究竟，这并非天方夜谭。据外媒报道，日本科学家近日准备做出一番尝试，计划完成人类历史上首次进入地幔的钻探任务。
“人类现在可以上天、下海了，却还难以‘入地’。”河北地质大学勘查技术与工程学院邵陆森博士说，目前人类直接钻探深度只有12公里，与6000多公里的地球半径相比，还仅仅只是它的表皮。
近年来，我国在深地探测领域快马加鞭，成效显著。“十三五”期间，我国将全面实施深地探测战略，争取2030年成为地球深部探测领域的领跑者。
资源宝藏蕴藏在地球深部
黎登布洛克教授一行三人由冰岛的斯奈弗火山口下降，经过三个月的旅行，又从地中海西西里北部的斯多伦波利岛上的一个火山口回到了地面。
这是科幻名著《地心游记》中的大胆想象，与之相比，目前人类对地球内部的探索深度还远远不够。
“我们所谈的‘深地’和‘深部’概念基本可以重合，但究竟多深才算是深地，不可一概而论。”邵陆森介绍说，从地球认知的角度来讲，地表以下的部分都可以叫深地。从金属矿产资源的角度说，地下1公里至5公里就可以算深地，而在石油天然气开采方面的深地大约在地下8公里至地下万米。地球物理科学谈论的深地涉及的部分更广，从地下5公里到地心都可以算深地。
近年的钻探结果表明，在深达3公里以下时，每深入100米温度升高2.5℃，到1千米深处温度已达200℃甚至更高。由此可见，进行地球深部探测，地质条件极其艰苦复杂，那么，我们为什么还要进行深地科考？
“深部探测的原因很多，但首要的是国家的资源保障问题。”邵陆森说。
数据显示，2012年，我国进口原油 2.85亿吨，对外依存度达58.7%，已经超过50%的能源预警线。而地表或浅层矿产发现的机会越来越小，资源勘查走向深部成为必然。
我国地质专家董树文举例说，到了地下6公里到10公里，地下的热度将达到几百摄氏度，这样的温度可以把水汽化以后进行发电。严格来说，这个能量是取之不尽、用之不竭的。
“我国领土之下3到10公里的资源，只要取2%，就可以用5000多年。”董树文表示，向深部要资源能源，提高资源储备、缓解资源能源紧缺，是保障国家安全和可持续发展的战略选择。
此外，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。“地质灾害频发要求深部探测揭示地灾成灾机理和过程，为高精度的预警预报提供理论依据。”邵陆森说，“山脉和盆地如何形成，岩浆如何从地幔上升到地表，大陆本身是怎样变形的，矿产是如何形成的，我们脚下的大陆结构物质组成中，还有很多未知的东西。”
全球抢滩地下一公里
人类开展地球深部探测，可以追溯到上20世纪七八十年代。
“以美国大陆反射地震探测计划（COCORP）为标志，各国以地壳和岩石圈结构为目标的探测行动至今已经持续40余年。”邵陆森告诉记者，COCORP是美国于20世纪70年代末运用多道地震反射剖面技术系统探测大陆地壳结构的先锋。COCORP将石油勘探的近垂直反射地震技术发展到穿透地壳甚至岩石圈的深地震反射技术，在深度和精度上达到了前所未有的程度，开辟了地球深部探测的新纪元，首次揭示了北美地壳的精细结构，并在落基山等造山带下发现一系列油田。
COCORP的成功带动了20多个国家的深地探测计划。随后，欧洲各国联合开展的欧洲探测计划完成了横穿欧洲的地学断面，通过横穿阿尔卑斯造山带深地震反射剖面，建立了碰撞造山理论和薄皮构造理论。
“在21世纪初，澳大利亚提出‘玻璃地球’计划，要使地下一公里变得‘透明’。在研究岩石圈结构的同时开展了成矿带地壳精细结构探测，为研究成矿理论和资源评价提供了技术支撑。”邵陆森表示，从全球来看，各国正在进行不同层次的探讨，希望通过探测建立对地球深部的结构模型、物质模型，以及通过长期监测地球状态增强人类对地球深部的认知。
与国外相比，我国的深部探测起步比较晚，2008年，我国地球“深部探测专项”启动，揭开中国入地计划的序幕。
“过去，我国结合矿产资源勘探、地震预防等做了一些探测研究，但大都不够系统，技术和成果比较落后。”邵陆森说，比如要探究地球深部的精细结构，国际上一般采取深反射地震，用人工地下“放炮”来模拟“地震波”，通过追踪岩石圈和断层对“震波”的不同反射信号了解地下结构，相当于给地球深层做“CT”。这方面美国已经累计完成6万多公里的反射地震剖面，而我国在没开展深部探测之前还不到5000公里。
专项实施以来，我国完成了青藏高原、华南——中央造山带、华北和东北等4条超长深地震反射剖面，在我国东部长江中下游和南岭成矿带开展的矿集区立体探测也卓有成效。
“从基础地质的角度来看，过去人们对青藏高原研究提出了很多模型，现在在反射地震做完后，提出了一个新模式，在俯冲印度板块的地壳部分发生了一些构造的叠置作用，这种叠置作用相当于在俯冲过程中把地壳一部分叠置增厚，这是完全不同的观点。”中国地质调查局中国地质科学院地球深部探测中心副主任吕庆田介绍说。另外一个颠覆性的发现是，四川盆地过去一直认为是“铁板一块”，最近发现西部到下地壳有非常清楚的反射，这个反射被解释为当时扬子克拉通（大陆地壳上长期稳定的构造单元）西北缘新元古代俯冲的遗迹，这个重要发现解释了扬子克拉通演化的过程。另外，探测还发现了华南地区一条更古老的造山带，颠覆了科学家对华南整个演化过程的认识。
我国迈入深部探测大国行列
一系列颠覆性发现，改变了传统的理论和认识，对于资源和能源勘探来说，也有极大的推动作用。
吕庆田指出，穿透大庆盆地，在白垩纪盆地之下发现更老的盆地，对深层油气研究有更深刻的意义。在四川盆地下面，也发现了可能是远古裂陷的盆地，都在万米以内，为寻找超深层油气提供了非常好的前景。在南岭钻探正式提出了钨矿五层楼的模式，在岩体上将近1公里时发现了很多高品位的矿段，扩大了对深部成矿的认识。
“目前，我国有了11000公里深反射地震剖面，意味着我国进入深部探测大国行列。但是我国的深部探测尚在起步阶段，想要‘看透’地球内部，我们还要做大量的工作。”邵陆森说，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将大幅度增加。”但邵陆森认为，每前进一步，都要克服重重困难。
董树文认为，某种意义上讲，自主装备水平决定着未来地壳探测工程的成败。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。此外，钻探的水平直接代表了探测地球资源深部的能力，在这方面，我国成功研制了万米科学钻机，进一步的目标则是研制1.5万米的科学钻机，这个深度可以直接采集大陆震中的岩石样本，了解地震发源的机理。
专家指出，钻探是验证地球物理勘探的信息和获取地下实物样品的唯一手段，应用领域非常广泛，主要包括固体矿产钻探、石油天然气钻探、科学钻探、工程施工钻探、地热钻探。由于钻探目的不同，其钻探深度也不同，超深科学钻探井是入地的“望远镜”，实施一口万米的科学钻探井，其技术难度很高，代表一个国家的综合实力和科技水平。
为加快提升钻探水平，我国科学家提出多个设想：取芯是地质勘探中非常重要的工具，最早是提钻，后来发展为除伸缩绳索取芯、反循环取芯，如果能发展不取芯随钻测量技术，效率将大大提升；现在开展勘探，还离不开钻杆，发展无钻杆钻进系统，可能成为未来的研究方向。
日本科学家正计划实施的地幔钻探任务，将通过研究地幔，更好地预测地震，了解数百万年来大陆的运动情况，探索微生物在地球内部存在的深度问题；近日，由我国科学家主导的国际大洋发现计划368航次正式起航，探寻南海海陆变迁之谜……
地球深部的层层“面纱”，正在被一层层地揭开。