好奇是人类最伟大的赞歌
我们从未停下探索的脚步
1960年，华尔什和毕卡德乘坐“曲斯特号”
潜入最大深度为11000米左右的马里亚纳海沟
1961年尤里·加加林首次进入太空
俯瞰地球全貌
我们已然实现了上天、入海
但下地仍是困扰人类的一大未决难题
地心争夺战
01
自工业时代起，纵观世界大国，纷纷开展各项深地探测计划，继太空军备竞赛后，深地探测俨然已成为了当下前瞻性战略目标点。
地下空间、深部矿产、油气资源、地热资源、地震监测等，无一不是与国家、军事、民生紧密相关，直至今日，地心争夺战已进入到白热化的阶段。
美苏最早吹响了这场竞赛的哨声，冷战时期，美苏两国展开了关于深地探测的军备竞赛，谁先钻井达到莫霍洛维奇不连续面（地壳与上地幔的分界面），就能拔得这场竞赛的头筹。
1961年，美国开始实施“莫霍面计划”，第二年，苏联也提出了“莫霍钻探计划”。
但好景不长，由于钻探计划的实际花费和需要解决的技术难题远超想象，美国于1966年停止了该计划，而前苏联位于科拉半岛的钻探却持续进行着，直到1994年停钻。
其中的SG-3钻孔创下了12262米的记录，虽然相比于地壳厚度显得微不足道，但这已经是20世纪人类力所能及的最大钻井深度。
直到2011年俄罗斯库页岛的Odoptu OP-11斜井，完钻深度12345米，垂深1784m，比科拉钻井长83米，但科拉仍为世界最深钻井。
世界各国主要深部探测计划（2013）
中国—深地计划
02
「习近平总书记在2016年全国科技创新大会上指出，向地球深部进军是我们必须解决的战略科技问题」
结合国家发展需要，我国在2017年提出了“深地计划”，该计划由中国地震局牵头，联合多个科研单位共同攻关。
以“透视地球、深掘资源、扩展空间”为三大目标，结合多学科交叉融合，立志服务于国家，造福于民生。
地心进军
03 城市地下空间（0-300米）
目前国家发展以一线城市辐射二、三线城市，人口高密度涌向一线大都市，城市高速发展导致地面可用资源空间快速减少。
而地下空间的利用与开发，地铁、综合管廊、地下商业等，作为向深部进军的前哨站，对稳定城市经济、促进产业动能有重要作用。
我国于2017年发布了《中国城市地下空间发展蓝皮书》，对地下空间的功能类型详细分类，以地下管廊为例，将原本一条条单独铺设的线缆管线集中起来，统一置于新建的地下管廊之中。
可以使大量悬空“蜘蛛网”式电线集中收纳管理，不仅美观，而且配合上摄像头实时监控、温湿度控制、有毒有害气体控制、烟感探测感应等科技设备加持，相比于地面复杂环境，大大提高了城市线缆的安全性。
日本首都圈外郭放水路排水设施
再比如地下排水设施的建设，我国部分城市基础建设设施不足，面临连续强降雨时便会出现“水淹龙王庙”的尴尬境地。
而日本东京花费20亿美元建设的“首都圈外郭放水路”可以成为地下城市排水系统的楷模，每秒排水量可达7000立方英尺，这是什么概念呢？
仅需12秒，便可排空一个奥运会泳池的水量。
地热资源（500-6000米）
让我们继续向地心探索，地核温度约为6000℃，地壳温度约为1000℃，故随着钻进深度的增加，地层温度也在连续上升，目前世界平均地温梯度约为1-3℃/百米。
将这些地热资源合理利用起来，是深地工程的另一个攻关项目，首先，针对地热资源不同温度，其用途各异
如上表所示，针对一些高温地热资源，可用来发电、供暖，所以地热资源也是一种清洁能源，具有极高的经济、环境效益。
羊八井地热电站
我国针对地热资源非常重视，在发电，采暖、养殖、旅游等方面应用广泛。
如著名的羊八井地热田，就是我国建设的第一座地热电站。在冬季枯水条件下，地热发电的优势显现，最高地热发电量可占拉萨总电量的60%。
北京通州地热水煮鸡蛋
另外，在国家号召节能减排的政策下，北方冬季的煤炭采暖成为了“蓝天计划”的绊脚石，而地热资源的合理利用就能很好解决这个问题。
以北京通州为例，目前已有多口高温、大水量地热井，部分高达92℃，将鸡蛋放在深地抽取的地热水中，数分钟后便能煮熟。
经过相关专家测算，若将通州西集地区的地热资源合理利用，可供300万平方米建筑采暖加热。
深地原位实验室（＞2000米）
在工程领域中，原位实验往往最能代表工区真实的地质环境与特征。
虽然在实验室通过高温高压反应釜可以一定程度上模拟深度环境，但由于尺寸效应的存在，实验室尺度的岩石样品并不能代表真实的地层物性，若能获得深地原位实验数据。
对我国深地空间的开发利用，都有着举足轻重的意义。
另外，深地的特征也在一定程度上可以屏蔽地面射线的干扰，可以在此进行一系列高精尖的粒子、天体物理课题研究，建设我国自主的深地原位实验室势在必行。
2010年，中国锦屏地下实验室在四川雅砻江正式揭牌使用，该实验室上覆岩层厚度约2400米，是目前世界上覆盖最深的实验室，也是是世界一流的低辐射研究平台。
地下如此深的地方几乎没有什么微粒可以进入，不像在地面上它们无孔不入。
如果摆脱了粒子，像电子、μ子、π介子等等，就可以探寻物理学的未解之谜，寻找极其罕见的物质。
比如可以轻易穿透山脉的粒子，还可以解释太空中遍在的暗物质的成分是什么，或者为什么宇宙中存在的物质远远多于居于平等地位的反物质。
清华大学和上海交通大学先后进驻，开展“暗物质”的科研攻关，目前已经在此平台上取得喜人成果，将暗物质直接探测灵敏度提高到目前国际最高水平。
超深井钻探技术（＞8000米）
超深钻技术一直是制约深地探测的关键所在，随着埋深增加，高温、高地应力给套管和钻机带来了巨大的挑战。
要知道前文所述的科拉半岛钻井（12226米）的最后226米是用了整整10年才掘进完成的，构造错动会使套管挤压变形，甚至发生错断，有可能使钻进工作前功尽弃。
而超深钻技术又是油气、矿产资源探测的前提，掌握该技术就是掌握资源发展的关键一步，我国虽起步较晚，但目前已赶上深钻的第一梯队。
如2019年2月，顺北油气田顺北鹰1井，完钻井深8588米，该钻井施工过程中，受塔里木盆地断裂运动影响，再加之高温高压的地层特征和极大的摩阻扭矩，故井眼轨迹极难控制，研究人员打趣说到，“在8000米深度下，钻具软的像面条”。
但最终还是突破各个技术难题，成功完钻，创亚洲陆上钻井最深纪录！
到这里，已经是人类目前进军地心的前沿战场了，但我们真的成功了吗？
未来展望
04
即便目前最深的钻井，跟地壳的厚度比起来也只是九牛一毛。
所以，我们尚处于“向地球深部进军”的起步阶段，仍有一系列难题亟待解决。
像电影《地心历险记》那样，深入到地幔、地核中，真正意义上做到透视地球，或许还需要数十年、数百年的时间。
但这已不是某个国家的任务，而需要全人类的通力合作，打造命运共同体，共同解读地球的秘密。
美编：杜欣雨
校对：李玉钤
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