
在化學教科書與專業字典中,往往都附有一張系統的元素周期表。這張凝聚著科學智慧的圖表,不僅揭示了物質世界的內在規律,更以精妙的邏輯將看似孤立的元素串聯起來,構建起完整統一的自然體系框架。然而,相較于元素周期表所展現的理論秩序,人類對元素在地球的分布與循環認知有限。國際社會急需權威觀測數據,以破解全球資源利用、生態保護等可持續發展難題,為環境治理與資源規劃提供科學支撐。
2016年,依托中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所建立的聯合國教科文組織全球尺度地球化學國際研究中心發起“化學地球”大科學計劃倡議,目標是“將元素周期表繪制在地球上,建立化學屬性數字地球,以服務于全球資源環境的可持續發展”。
“‘化學地球’是將元素周期表上所有天然元素分布和循環繪制在地球上,建立‘化學地球’大數據平臺,支撐全球自然資源與環境可持續發展。”中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所首席科學家王學求在接受《中國報道》記者采訪時說。
“化學地球”大科學計劃前身可追溯至2008年提出的全球地球化學基準計劃概念。
2008年,國家重點專項“深部探測技術與實驗研究”發布。王學求承擔了“地殼全元素探測技術與試驗示范”工作,并提出“化學地球”的概念,形成“化學地球”大科學計劃基本研究框架。隨著項目的深入推進,王學求及其團隊完成81項指標(含76個化學元素)的中國地球化學基準圖編制。
基于此,全球地球化學基準網開始籌建,王學求擔任全球地球化學基準委員會主席。由他領導并實施的國際合作研究計劃全球地球化學基準計劃也隨之拉開序幕。
王學求告訴《中國報道》記者:“‘化學地球’大科學計劃擬解決的核心科學問題包括全球關鍵元素超常富集時空分布和戰略資源效應、全球碳元素基準和分布循環、與環境健康有關的有害重金屬元素和放射性元素基準與風險、地球歷史重大災害事件有關元素(鉑族元素和揮發性元素)的時空分布和指示意義。”
2023年,聯合國教科文組織根據第37C/33號決議,通過執行局第216屆會議決定,由聯合國教科文組織全球尺度地球化學國際研究中心負責實施“化學地球”大科學計劃。
運行9年來,聯合國教科文組織全球尺度地球化學國際研究中心取得一系列豐碩成果,初步建立了約占全球陸地面積三分之一的地球化學基準網,提供了76個化學元素基準值,編制了第一張全球地球化學圖;初步建成中國地球化學觀測網;完成特提斯成礦帶和12個重點國家地球化學填圖;編制稀土、鋰、銅和金等元素多尺度系列地球化學圖400余張,發現云南超大規模中重稀土礦床;初步建立“化學地球”大數據平臺,實現數據共享和服務,為綠色土地保護利用和地方綠色發展提供大數據支持。
除了建立全球地球化學基準網、中國地球化學觀測網,“化學地球”大科學計劃還提出,通過國際合作開展重點成礦帶1∶500萬比例尺、重點國家1∶100萬比例尺和重點地區1∶25萬比例尺區域地球化學填圖,服務全球發展和國家“一帶一路”倡議。
“截至目前,我們與40余個國家合作建立了約占全球陸地面積三分之一的地球化學基準網,與‘一帶一路’沿線12個國家開展雙邊合作,完成1∶100萬比例尺國家尺度地球化學填圖面積350萬平方千米,老撾、蒙古國和柬埔寨等12個國家第一次有了高質量地球化學圖,這都是中國對世界的貢獻。”王學求告訴《中國報道》記者。


老撾是與中國陸地相連的友好國家,也是中國“一帶一路”倡議的重要合作伙伴之一。中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究所正高級工程師周建回憶道:“2014年,在中國、老撾雙方尋求加強地質調查合作背景下,我們奔赴老撾,開啟老撾化學填圖旅程。”
“經過十余年的不懈努力,我們團隊完成了老撾全境國家尺度1∶100萬比例尺地球化學填圖,首次獲得了老撾全境71個元素地球化學圖集。老撾北部華潘地區區域尺度1∶20萬比例尺地球化學填圖的完成,為華潘地區礦產資源調查提供了基礎圖件。與此同時,還為老撾培養了一支優秀的地球化學填圖隊伍。”周建告訴《中國報道》記者,基于前期取得的資源勘查等地球化學領域成果,老撾下一步還要開展更大比例尺的地質和地球化學填圖。如今,中國、老撾雙方正在洽談中。
“化學地球”大科學計劃是我國服務全球資源環境可持續發展的冰山一角。
中國礦業大學教授岳建華告訴《中國報道》記者:“經過幾十年的創新攻關,我國的勘查技術和裝備研發水平明顯提升,基本具備了全域、多尺度、高精度綜合勘查能力,綠色勘探技術能力達到國際先進、部分國際領先的水平。通過‘一帶一路’倡議,我們不僅為沿線國家提供了礦產資源勘探開發的技術和裝備,也展示了我們的合作理念和水平。”
事實正是如此,近年來,我國積極發起和參與國際大科學計劃,研制中國主導的地礦領域國際標準,助力綠色、可持續發展的中國技術、服務、產品、方案“走出去”,為國際社會治理貢獻中國智慧。