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作者： Jane Qiu/文 见习记者 张文静/译 来源： 发布时间：2014-11-18 12:30:45
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中国，成都。
在中国地质科学院副院长董树文看来，中国进行地球深部探测的决心，就如同探索太空和深海一样。对于地质学家来说，“这是最终的战线”。
与探索太空和深海一样，剥开地球表面的“皮肤”向下看，同样需要花费巨额资金。如今，中国政府正在酝酿一个15年的计划，预计拨款65亿美元来揭开地球的地壳及上地幔，即岩石圈的秘密。
这个宏大的计划有一个先导性实验项目，即中国深部探测技术与实验研究专项（SinoProbe），董树文是该项目的首席科学家。
近日，在成都召开的中美地质学会联合会议上，董树文及其团队披露了SinoProbe的早期成果。在这个投资达2亿美元、历时5年的项目中，中国科学家通过人工震源深地震反射来对岩石圈进行成像。
这一项目令人印象深刻。“这是个卓越的成就。”美国地质学会主席、康奈尔大学的Suzanne Mahlburg Kay评价道。她认为，SinoProbe“大大增进了我们对岩石圈诸多方面的了解”。但同时，也有一些科学家担心，由于SinoProbe关系到矿产勘测，这可能会影响项目数据的公开。
SinoProbe与美国开展的地球透镜计划类似，但不同的是，地球透镜计划利用宽频地震仪接收天然地震波，以此对地球内部进行探测。而SinoProbe主要依靠人工震源对岩石圈进行高分辨率成像。
SinoProbe也同样注重应用性。
2006年，由于对资源的渴求及认识地震灾害的需要，中国政府对SinoProbe进行支持，希望其在未来能对矿产资源开发起到勘测作用。“在过去的几十年中，（中国的）矿产资源消耗量在成倍增长。”董树文说，“已知的国内资源储量在快速减少，所以我们越来越依赖进口。”迄今为止，中国的矿产资源开采大多限于500米的深度之内，但在其他一些国家，开采深度已经能达到5000米。“在地下，我们还有未开发的财富有待于挖掘。”董树文说。
自SinoProbe项目启动以来，在整个中国，地质科学家已经完成了近6000公里的深地震反射剖面。其成像分辨率已经精确到250米，这远比上世纪80年代在北美地区开展的类似项目所获得的图像更加精细。
“这些反射数据的质量非常出色。”美国奥克拉荷马大学地质学家G. Randy Keller评价说。
SinoProbe所取得的成就得益于地震仪敏感性和计算能力的进步。“这就像拥有了一架更好的望远镜。”加利福尼亚大学洛杉矶分校地质学家尹安（音译）说道，“那些曾经看起来模糊的东西现在能够被清晰聚焦。然后我们会发现，它们与我们此前认为的有所不同。”
比如，长期以来，许多研究人员都认为，由于青藏高原的巨大重力，其下部地壳是脆弱而柔软的，就像是从冰箱中拿出的一块黄油。这些研究者认为，一些软化的地壳自西向东流动，直到遇到坚硬的四川盆地。
然而，几十年来，一直有一个现象令地质学家迷惑不解，那就是：这种流动所形成的青藏高原表面上并没有发生很大程度的变形。青藏高原是“解释陆陆碰撞谜团的关键线索”，美国康奈尔大学地质学家Larry Brown如是说。
而如今，据中国地质科学院地质学家高锐介绍，深地震反射数据对此给出了不同的说法。如果隧道流动模型是正确的，那么下部地壳和地幔之间的界限应当是平滑的。但事实恰恰相反。SinoProbe的数据显示，其边界上有断层，并有一些延伸到了中地壳。这个“有趣的”结论“挑战了隧道流动理论”，宾夕法尼亚州立大学伯克分校地质学家Eric Kirby说。而其他研究者则提醒说，深反射地震还需要更多的解释。
“伴随新的研究工具而来的是一种危险，那就是我们只看到了其分享出来的一小部分数据。”加利福尼亚大学洛杉矶分校地质学家Mark Harrison认为。
目前，SinoProbe已经探测到稀土金属，如镍、铬铁和钨的新储藏地。这种发现所带来的商业潜力，使得人们担心SinoProbe数据的公开性。现在，SinoProbe的数据只开放给直接参与项目的科学家及其合作者。
“对这些数据进行交叉校验及核实结果是非常困难的。”法国斯特拉斯堡全球物理研究所地质学家Jérôme van der Woerd说，公开“是最大限度发挥SinoProbe作用的唯一途径”。对此，董树文回应称，在两年左右的时间之后，SinoProbe的部分数据会对全球科学家开放，而另一些数据则会根据双方协议进行分享。
在此期间，董树文和他的团队正在努力争取更宏伟的计划——SinoProbe第二阶段。他们计划完成2万公里的深反射剖面，对岩石圈进行三维成像，并进行大地电磁研究及地球化学勘探。
尽管不知道中国政府会于何时作出决定，但一旦其通过了对SinoProbe第二阶段的支持计划，那么中国地质学家所取得的成就“将无可限量”，董树文说。■
（原文刊载于《科学》杂志2013年7月5日刊）
《科学新闻》 (科学新闻2014年10月刊 关注)
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