如果我們想知道地下深處是什么樣子,該怎么辦呢?打鉆孔取出巖芯,但這只不過是“一孔之見”罷了;我們也可以像醫(yī)生檢查患者身體那樣對地球來個“CT掃描”,但這樣做看到的范圍也十分有限。假如,我們的地球能像水晶一樣透明,那地下的一切情況豈不是一目了然了?
2011年初,江蘇省一位政協委員提出:應在江蘇實施“透視地球工程”,使江蘇省地表以下100米數字化,動態(tài)化,三維可視,透明可見。
如果這一工程真的實現了,那將會為以后的工程建設提供多大的方便!只要我們清楚地了解地下的實際情況,無論是礦產資源勘探,還是地質災害預測,都將不再是難題。
數字地球與透明地球
喜歡上網的朋友,對谷歌地球(GoogleEarth)應該并不陌生。這是谷歌公司2005年推出的一款虛擬地球儀軟件,它將大量衛(wèi)星照片和航空照片布置在一個三維地球模型上,用戶可以免費從高空很方便地鳥瞰全球各地,真正實現了地球的“數字化”。
透明地球也和數字地球脫不了關系。
1998年,當時的美國副總統(tǒng)戈爾在一次演說中,首次提出了“數字地球”的概念。簡單地說,數字地球就是按照地理坐標將有關地球的海量、三維、動態(tài)數據集成起來的虛擬地球,進而實現地球科學、空間科學、信息科學的高度綜合。
2009年9 月,在國際數字地球學會和中國科學院聯合主辦的第六屆國際數字地球會議上,專家建議:加快“數字地球”從理論研討到實際應用的進程,特別是在全球變化研究、自然災害防治、新能源探測等方面發(fā)揮重要作用。
隨著研究的不斷深入,越來越多的研究者開始將目光轉到地面以下,三維地質應運而生。
三維地質,顧名思義,也就是指采用先進的計算機技術,實現地質資料的三維可視化,就如同我們能夠“透視”地下情況一樣,這將為地質資料的查詢提供極大方便。
以北京為例,如果你有機會來到北京市地質礦產勘查開發(fā)局(簡稱北京市地勘局)的信息大廳,只要按要求在電腦上輸入相應的指令,北京市的主要地層、地下構造、地熱、地下水等三維仿真模型即可直觀地展現在眼前。這就是北京市地勘局自2002年開始歷經7年時間建立的三維可視化地質信息與服務系統(tǒng),這在全國乃至世界上都屬于首開先河。如果想知道哪里有斷裂、哪里有地熱和溫泉,哪里賦存著豐富的地下水資源,只需一步步地查詢便可一清二楚。隨著信息的進一步完善,它將對規(guī)劃、國土、環(huán)保、水務、市政等多個領域的管理和決策工作發(fā)揮重要作用。
當然,我們現在說的三維地質,還往往只是對于某一區(qū)域而言。若從全球視角來說,建立了三維地質模型也就真正實現了“透明地球”。
但實際上,我們對腳下的地球了解多少呢?很早以前,科學家們就普遍認為未來科學的發(fā)展應該是“先入地,后上天”,然而,迄今為止人們依然對我們腳下的地球充滿敬畏和迷茫,雖然人類在高科技的支持下可以飛向外太空,但在地球母親面前異常渺小。畢竟我們的地球面積太大了,要想全面“掃描”實在是困難重重,而且目前的地球物理勘探深度也相當有限。即使通用鉆探,也難以達到理想的深度。目前,世界上最深的鉆孔——俄羅斯科拉超深鉆,深度也不過12千米,連地殼都沒有穿透,要知道整個地球的半徑可是6400多千米。在礦產資源日益枯竭、地質災害越來越多的雙重壓力之下,不少國家都開始實施朝向地球縱深的大面積掃描探測計劃。
向下,再向下
澳大利亞,被譽為“坐在礦車上的國家”,為了解決未來的資源問題,該國于1999年提出一個別開生面的新概念——玻璃地球,形象地理解也就是希望地球能像玻璃一樣讓我們一眼就能看穿哪里分布有礦產資源。該計劃的目標是使澳大利亞大陸地表以下1000米深度以內的地質狀況變得透明,以便于發(fā)現新的巨型礦床。要實現該目標,需要大量的地質勘探、地球物理勘探和地球化學勘探工作,如新的鉆探技術、航空重力梯度測量、航空電磁法、航空和衛(wèi)星礦物地球化學填圖、同位素跟蹤、地下水化學研究等。計劃提出之后被正式列入澳大利亞的國家預算,并開始實施。然而遺憾的是,因多種原因,計劃被迫于2003年終止。
不過,人們對地下深層的認識之路永遠不會停止。幾年之后,澳大利亞又實施了一項新的地球探測計劃——“澳洲大陸結構與演化”戰(zhàn)略研究計劃,其目標是在全球尺度上建立澳洲大陸的結構和演化