为了寻找丰富的自然资源，中国计划投资10亿美元进行地球科学调查

　　

中国正着手绘制一幅细致入微的地下地图集，覆盖全国广大地区。这项耗资10亿美元、为期6年的调查，将有来自数十家机构的数千名研究人员参与，其动机不仅在于印度对自然资源的渴求，还在于基础科学问题，包括印度与欧亚大陆的缓慢碰撞以及青藏高原的崛起等长期存在的谜团。

上个月在北京举行的DEEP-24研讨会上披露了这项名为SinoProbe II的倡议。从2025年初开始，研究人员计划部署数千台仪器，钻洞至创纪录的深度，所有这些都是为了绘制地表以下几公里处岩层的3D地图。康奈尔大学的地球物理学家Larry Brown说，SinoProbe II的范围“令人难以置信”，是SinoProbe I 的继续，后者是2008年至2016年进行的一项更粗略的调查。“除了大气科学，我想不出有哪一种地球科学不包括在内。”密苏里大学的地球物理学家Mian Liu说：“Sinoprobe II 将让我们更好地了解地球。”

该项目由中国地质调查局（China Geological Survey）管理，其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。“我们需要牢牢把握资源安全，”SinoProbe的构想者、南京大学地质学家董树文表示。他指出，中国距离海面500米以内的浅层自然资源“几乎枯竭”。与美国正在进行的一项名为“地球测绘资源倡议”（Earth Mapping Resources Initiative）的矿产调查相呼应，SinoProbe II旨在绘制深达3公里的矿石地层和化石燃料盆地，并开发开采技术。Liu说：“这就是中国对中国探针二期的投资可以看到一些立竿见影的回报。”

勘探也有利于绿色技术。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；可以用来制造无碳燃料的天然氢气陷阱；还有可以长期封存二氧化碳的多孔岩层。进一步的社会效益将是绘制出精确的地震易发断层地图。耶鲁大学的地震学家Jeffrey Park说：“这些数据应该为地震预测提供大量的信息。”

为了获得近地表地壳的清晰图像，该项目将在“SinoProbe 1”进行的有源地震剖面的基础上，在十几个省份，研究人员沿着一个样带放置检波器和地震仪，在地表引爆爆炸，并绘制地震波被地下岩层反射回地表的图表。例如，这些活动导致在长江下游流域发现了铀矿，在中国南部的南岭山脉发现了一个重要的钼钨矿。

在SinoProbe II中，研究人员将在大范围内进行积极的地震研究，收集20,000公里的地震剖面。Larry Brown说，相比之下，SinoProbe I 是一个不完整的草图。

为了探测到地核深处的深层结构，“SinoProbe II”将依靠遍布中国的数千个“被动”地震仪，监听远近地震。通过绘制岩层如何减缓或加速地震波的图表，仪器网络可以揭示从地幔上升的热岩柱，从浮力大陆龙骨上滴下的冷滴，以及很久以前沉入地幔的海洋地壳的死亡板块。一个类似的美国项目叫做EarthScope，耗资2亿美元，历时20年绘制北美地下世界地图，几个月前完成了实地研究，地震仪间隔70公里。SinoProbe II的网络密度将是前者的两倍，传感器间距为35公里，以获得更高的分辨率。

随着时间的推移，该网络将在全国范围内移动，首先是青藏高原。伦敦大学伯克贝克分校（Birkbeck）的地震学家詹姆斯.哈蒙德（James Hammond）表示：“在整个西藏使用仪器的计划尤其雄心勃勃，令人兴奋，因为这里是地球上构造最活跃的地区之一。”“这将是一个巨大的挑战，”他说，在基础设施匮乏的高海拔地区部署如此密集的网络。

SinoProbe II的另一个分支是一对大地电磁（MT）阵列，其中的传感器测量地表电场和磁场，以测量地壳和地幔的电导率。俄勒冈州立大学的地球物理学家亚当·舒尔茨（Adam Schultz）领导了“地球观测”的MT活动，他说：“拥有另一套大陆数据就像金子一样珍贵。”美国大地电磁数据有一个意想不到的回报：对空间天气事件的风险有了更深入的了解，这些事件会诱发地电流，从而破坏电网基础设施。人们认为，在地球磁场引导太阳风暴的两极，这种风险会增加。相反，“地球望远镜”指出，在低纬度地区，包括东海岸，坚硬的导电岩石中存在令人惊讶的脆弱性。董说，类似的惊喜可能会出现在SinoProbe II上。

尤其令董感到兴奋的是SinoProbe II 的第三个优势：超深钻井。2018年，中国地球科学家在中国东北部黑龙江省的SK-2钻探点达到了7018米的深度。从2027年开始，SinoProbe II将开始钻探深度超过10公里。它还将把这项技术磨练到13到15公里的深度，那里的温度几乎足以融化铅，压力比最深的海沟要高。如此巨大的深度将击败当时的钻探冠军：苏联钻出的12.2公里的科拉超深钻孔。董说，一个候选地点在西藏，那里的沉积物岩心“可以提供青藏高原形成的整个过程的记录”。             

斯坦福大学的地球物理学家Simon Klemperer说，西藏的崛起及其南缘的喜马拉雅山脉是SinoProbe II的数据可能能够破解的持久谜题。大致的情况是已知的：大约6000万年前，印度板块开始向欧亚大陆倾斜，并向上推至喜马拉雅山——地球上最高的山脉。但在关键细节上存在“激烈的争论”，比如印度板块是继续在西藏下方滑动，还是正在向下俯冲。

SinoProbe II的数据将上传到一个云平台，中国以外的研究人员应该能够在2026年底或2027年初访问该平台，董说。不过Liu指出，“在中国，政策是一回事，实践是另一回事。有很多障碍。”有些是官僚主义。“政府规定没有明确规定哪些数据可以共享，哪些数据不能共享，”Simon Klemperer解释说。多亏了中国合作者的努力，Simon Klemperer获得了重要的SinoProbe I 数据。

在上个月的会议上，为了进一步展示跨大陆的同志关系，董提出中国将率先开展地球CT，这是一项新兴的倡议，世界各地的地球科学家将结合现有的数据集并选择地点进行实地考察，以填补地球物理知识的空白。包括Simon Klemperer在内，来自13个国家的20多名专家支持了这项计划。“我喜欢这个主意。这是世界需要的，而不仅仅是中国需要的。”