他，醉心于基础地学研究，在18年时间里验证了国际地学界的三大猜想，其中对在喜马拉雅造山带和苏鲁超高压变质带发生地壳熔融作用的研究成果，改变了学术界此前的惯常认识。

他，就是来自自然资源部中国地质调查局地质研究所的中国地质调查局杰出青年科技工作者曾令森。

2020年8月，曾令森（右）在西藏鲁朗地区采集样品

为地学界三大猜想找到证据

早在1984年，国际地学大师瓦森（E.B. Watson）和哈里森（M. Harrison）就提出了“变质岩部分熔融存在高度钕（Nd）同位素不平衡现象”的猜想，但可惜的是一直没有获得关键证据。而为这一猜想提供证据的就是曾令森。

曾令森1991年从南京大学地球科学系构造地质与地球物理学专业毕业后，一直醉心于基础地学研究。1998年，曾令森到美国加州理工学院地质与行星科学系学习，以美国内华达岩基为主要研究基地，应用野外实测和理论模拟相结合的方法，发现了变质岩部分熔融高度钕（Nd）同位素不平衡的现象，在系统研究后构建出符合地质情况、较简洁的理论模型，解释了变泥质岩部分熔融作用中铷—锶（Rb-Sr）和钐—钕（Sm-Nd）同位素系统耦合行为，从而使这一猜想正式上升为基础地学的一大理论。2008年，澳大利亚出版的由麦考瑞大学弗农教授和悉尼大学克拉克教授联合编写的《变质地质学》教科书，将这项基础地学研究成果收录其中。

2004年学成回国后，曾令森将目光锁定国际基础地学研究的两大热点：喜马拉雅造山带和苏鲁超高压变质带。以这两条典型碰撞造山带为基地，系统研究超高压至地壳温压条件下，地壳物质部分熔融的岩石学和地球化学特征，探讨部分熔融作用的构造物理学和地球化学效应，仅用5年就证实了地学界对两大造山（构造）带存在多年的两大猜想：在喜马拉雅造山带，碰撞造山早期也有熔融事件发生；在苏鲁超高压变质带，可以发生熔融作用。这两项研究成果，改变了学术界此前的惯常认识，引起国际基础地学界的关注。

2011年，曾令森的论文《藏南北喜马拉雅穹窿中始新世高Sr/Y比花岗岩：增厚下地壳熔融作用》在《地球与行星科学通讯》上发表后，即成为SCI高被引论文之一。《地球与行星科学通讯》在收到他关于苏鲁超高压变质带的论文后，居然发现找不到足够有类似研究经历的审稿人。最后，还是《科学通报》主编、中国科学院院士郑永飞推荐其他专家审阅后，曾令森的这一研究成果才得以面世，并引发了多人的后续研究。

2009年，曾令森在俄罗斯远东马加丹岩基做野外工作。

初心不改探求地球本源

人类虽然生活在地球上，但对地球的许多认知仍较浅显。而正是这许许多多的未知，令地质科学充满魅力。曾令森坦言，自进入南京大学后，就一直对探求地球本源有着浓厚的兴趣。

他以自己的研究重点——地壳熔融研究为例进行了说明。熔融一般发生在地壳5公里以下、最低温度650摄氏度的区域，是大陆地壳活动和演化的一个重要过程。经过重要元素迁移、富集和挥发份（如二氧化碳）的释放或捆绑，发生过部分熔融的岩石是了解、洞悉地壳岩石学和地球化学过程的最直观对象。地壳熔融作用的研究，在解译大陆地壳地球化学特征的形成机理、限定古老地质构造背景、生物演化的地质环境等方面都起着关键作用。

这种研究既枯燥又具有挑战性，除要在野外找到带有熔融证据的样品外，还要对样品进行细致加工，然后再通过实验手段对其进行地球物理、地球化学和岩石学的分析。最后，还要厘清各实验数据间的关系，整个过程的难度不亚于茧中抽丝。

对曾令森的变质岩部分熔融高度存在钕（Nd）同位素不平衡现象这一科研成果，美国科学院院士、著名实验岩石学家瓦森评价：“不仅是一创新性的贡献，还是后续研究的榜样。”《变质地质学》期刊前主编布朗教授在庆祝美国地质学会成立125周年和皇家地质学会成立200周年的有关花岗岩研究进展的评述中，亦将其列为当时国际花岗岩研究的重要进展之一。

回国后，曾令森坚守基础研究的初心，用丰硕的研究成果回馈养育他的祖国：发现了石榴子石的溶解行为如何影响花岗质岩浆的元素和放射性同位素的组成，证实了在含水部分熔融过程中榍石（含钛硅酸盐矿物）确实是调制熔体重要微量元素和钕（Nd）同位素的重要副矿物，确定了变沉积岩含水部分熔融和脱水部分熔融形成的淡色花岗岩的元素和放射性同位素（Sr-Nd-Hf-Pb）组成的差异，其中独居石（磷酸盐矿物）和锆石（锆硅酸盐矿物）的差异溶解作用是控制地壳深熔熔体铅（Pb）同位素组成的关键因素。

近年来，他在喜马拉雅造山带印度—欧亚大陆碰撞前的构造和物质组成、藏南新生代地壳厚度的变化及深部构造过程、中下地壳物质部分熔融作用对稀有金属成矿控制等方面也取得了阶段性成果，目前正在建立理论模型，将回答哪种地壳部分熔融反应更有利于稀有金属成矿等关键问题。

期待更好的基础研究环境

基础地学研究需要甘于坐冷板凳，但只要出了原创性成果，在人类解决自身发展面临的资源、环境问题上却意义重大。

比如，地壳熔融研究本身就很难取得成果，就算有所突破，也会因难懂的专业词汇而让人难以理解，更难走进普通公众的视野。但其研究成果对深部找矿、矿产成因、成矿规律等研究却具有重要的指导意义。

“无论是从我国地学进步，还是从地学支撑经济社会发展的角度看，国家都应采取切实措施营造更好的基础研究环境。”曾令森说。

就如何营造好的基础研究环境，曾令森建议，一方面，要营造良好的基础研究氛围。与应用研究不同的是，基础研究与应用转化、形成经济效益还有相当距离。因此，即使国家出台了鼓励科技人员兼职、以专利创业等诸多支持政策，基础研究人员仍难以享受。要让科技人员心无旁骛地醉心于基础研究，就必须从薪酬、社会地位等多方面想办法。

另一方面，要加大基础地学研究的资助力度。一是要在各项重大科研计划中，列出一定比例的基础研究项目或经费。二是在相关基础研究项目研究周期结束后，自动安排后续或深化研究项目，以保持基础研究的持续稳定。三是可探索基础研究委托制，建议自然资源部和中国地质调查局每年梳理国际、国内重大地学基础地质问题，设立相关研究项目，与财政部协调后将项目委托给研究成果突出、诚信度高的基础研究人员。

从镇巴县城到圈子崖天坑的水泥公路还剩下最后的两三千米就修通了，这八九十千米的山路，即使是越野车，也得行驶近三个小时。

记者随同科考队从镇巴县城出发，过了三元镇，沿途都是在悬崖绝壁上忙于修路的山民。尽管已经铺上了水泥路面，但路牙子和栏杆还没有配起来。车在路上行驶，记者往窗外一看，脚下就是悬崖，没有在这样的路上跑过的人，还是会心生恐惧的。

正在修路的山民们对于我们一行的匆匆驶过很友善，从他们喜形于色的脸上，可以看出他们对天坑开发的某种期待。

科考人员在天坑底部考察天坑构造

近年来，陕西汉中天坑群的发现让天坑这种奇特的地质现象为世人所瞩目，也惊动了国际地学界。今年4月28日~5月9日，中国地质调查局岩溶地质研究所、陕西省地质调查院与捷克洞穴学会、英国洞穴协会联合对汉中天坑群进行了第四次国际科考。

天坑群成了继“两汉三国”汉文化之后汉中的又一张靓丽名片。汉中天坑群调查研究成果显示，汉中地区5019平方千米面积内，共发现天坑54个，占全球已发现天坑的1/4，此外，洞穴、峡谷、地缝、石芽、石林、湖泊等岩溶地貌景观超过400处，这也让汉中天坑群成了当之无愧的世界级天坑博物馆。

显然，作为罕见的地质遗迹，汉中天坑群的发现无疑会引发一股旅游开发热潮。但是，在旅游开发的同时，也必然会引来一些反对的声音，到底是重开发还是重保护，这就要考验当地政府的智慧了。

什么是天坑？

天坑是在地球表面自然形成的平均宽度与深度均超过100米的独特的大型喀斯特地貌。站在坑口直接向下观望，让人有一种深不见底的恐惧。在伯牛坑探秘期间，记者怀着好奇，糊里糊涂地跟着科考队顺着绳子往坑里滑，刚刚下到一半，就感到了莫名的恐惧。记者硬着头皮下到坑底，溶洞般的巨大洞厅令记者惊叹，随处可见坍塌的碎石，川流不息的地下暗河不知流向了何方。

据专家介绍，地下河水的强大侵蚀动力是天坑形成的主要原因之一。随着河水的不断冲刷，洞穴面积不断扩大，形成了我们看到的这种大厅。再经过数万年的冲刷和崩塌，大厅顶部完全塌陷，最终形成天坑。

对于天坑的概念，陕西省地质调查中心主任罗乾周用比较通俗易懂的语言给出了自己的答案，天坑是指四周陡壁具有一定规模、发育在碳酸岩岩区的一种地貌，是在地下河强烈溶蚀和侵蚀作用下，石灰岩不断溶解，导致岩层不断崩塌，并贯通地表所形成的。

2001年之前，天坑只是对重庆奉节县小寨天坑这种景观的特称，类似的地貌在各地有不同的名称，如“龙缸”、“石院”、“石围”、“岩湾”、“天盆”等。2001年，天坑作为一个专门的喀斯特术语被我国专家提出。

作为一种地质奇观，天坑虽然已经在地球上存在了漫长的岁月，但直到2005年，中国地质调查局岩溶地质研究所研究员朱学稳与其所在研究集体提出的喀斯特天坑理论体系和“天坑（karst tiankeng）”的名称，才正式被国际喀斯特学术界认可。这是继峰林（fenglin）和峰丛（fengcong）之后，第三个由中国人定义并用汉语和拼音命名的喀斯特地貌术语。

在朱学稳和英国诺丁汉特伦特大学Tony Waltham教授联合署名的论文《天坑释义》中，他们是这样定义天坑的：具有巨大的容积，陡峭而圈闭的岩壁，深陷的井状或桶状轮廓等非凡的空间与形态特征，发育在连续沉积厚度及其含水层包气带厚度均特别巨大（地下水位深埋）的可溶性岩层（以碳酸盐岩为主）中，从地下通向地面，平面宽度与深度从大于100米至几百米以上，底部与地下河相连接（或有证据证明地下河道已迁移）的一种特大型喀斯特负地形。

此外，在观赏方面是否具有稀有、壮观、险峻、生境独特和生物多样性等综合属性，也应该被认为是鉴别天坑与一般漏斗、洼地或竖井的重要标志。失去地下河行迹或周壁的完整性遭受严重破坏的天坑，可称为退化（剥蚀）天坑。

“据推断，汉中天坑群的天坑形成时间在18万年到12万年前，最古老的可追溯到68万年前，通过研究天坑我们可以研究古地理环境、气候等，可以帮助我们更好地了解过去。”罗乾周称，独特的地形、负地形下特殊的生态环境是人类了解地质、气候变化的最佳场所。

汉中天坑群的一大特点是，这些天坑都处于原始森林之中。我国的喀斯特地貌以“中国南方喀斯特”世界自然遗产最为著名，那些分布于云南、贵州、广西、重庆等地的石林、峰丛、溶洞、天生桥以及天坑等，没有一处有着汉中天坑群这样丰美茂盛的原始森林。

关于汉中天坑群的形成，陕西省地质调查中心总工程师李新林告诉记者，天坑群的形成是一个很复杂的过程，它不是简单的地质塌陷的结果，地下水流的侵蚀和微生物（细菌）的侵蚀也是天坑形成的诱因。当然微生物的侵蚀必须具备一个条件，就是上部有适合菌体繁育的土和植物。

天坑是一种自然景观，由喀斯特作用形成，因此人为作用形成的巨型坑不能叫天坑，比如矿坑就不能算天坑。此外陨石撞击地球形成的陨石坑也不能叫天坑，因为它不是喀斯特作用所形成的。

北纬30度以北

北纬30度主要是指北纬30度上下波动5度所覆盖的范围。在这一个纬度发生着许许多多让人捉摸不透的未解之谜和神秘事件，四大文明古国全部集中在神秘的北纬30度附近。

据研究发现，在北纬30度附近发生的地震都十分严重，其实不仅仅是地震，海难、火山和空难在北纬30度发生的概率也非常高。

在北纬30度，既有着许多奇妙的自然景观，又存在着许多神秘现象以及未解之谜。北纬30度发生的一系列现象都有着一定的必然联系，其被人们称为地球的脐带，该纬度的磁场、电场、重力场等都对地球环境产生了很大的影响，北纬30度未解之谜等着人们去探索。

北纬30度既是地球山脉的最高峰所在地，又是海底最深处的藏身之所，世界著名的几条大河都在这一纬度进入海洋。在这里，不仅有着神秘的古埃及金字塔群，还有神秘的火神火种壁画，死海、空中花园、百慕大三角州、玛雅文明遗址等都在这一纬度存在着，甚至人们猜想的亚特兰蒂斯似乎也存在于北纬30度附近。

在北纬30度存在的神秘现象以及未解之谜数不胜数，这一纬度也一直被人们称之为神秘的北纬30度。地球在46亿年的历史变迁过程中，形成了今天独特的地质和地貌特征。关于北纬30度的奇异现象，尽管地球物理学家发现了由地表至地心分布着地壳、地幔和地核，以及三者不同尺度的三维横向不均匀性，但有些奇怪的自然现象还无法弄清，很多问题仍需进一步进行研究。

天坑是一种罕见的地质现象，一般形成期在50万年左右。目前，全世界发现并被确认的天坑共有130个，其中90多个在中国。那么，为什么说这次发现的汉中天坑群十分罕见？原来，汉中天坑群发现之前，全世界发现并被确认的天坑均位于北纬24度~31度之间和南、北纬20度以内，而在汉中发现的天坑群沿着大巴山脉，分布在北纬32度~33度范围内，是在我国北纬32度湿润热带-亚热带岩溶地貌区最北界首次发现的岩溶地质景观。

据了解，汉中天坑群是首次在北纬32度~33度范围内被发现的全球纬度最高的天坑群，填补了世界岩溶地质研究的空白。汉中天坑群共有54处，主要分布在汉中市宁强县禅家岩镇、南郑县小南海镇、西乡县骆家坝镇、镇巴县三元镇4个区域，其中超级天坑2个、大型天坑7个、常规天坑45个、其他地质遗迹473处。

中科院院士袁道先在进行实地考察后认为，汉中天坑群将我国湿润热带-亚热带岩溶地貌区界限显著北移，具有重要的科学价值，合理保护与开发利用天坑群地质遗迹资源，对于地方经济发展具有重要的推动作用。

汉中发现罕见天坑群的重要价值在于，不仅极大地丰富了我国乃至世界地质遗迹旅游资源，更填补了世界岩溶地质研究空白，增加了生物研究原始样本，对研究我国南北方乃至全球古地理环境及气候变化具有重要科学价值，其被专家誉为改写地质历史的世界级“自然博物馆”。

由联合国教科文组织选出的地质公园是以其地质科学意义、珍奇秀丽和独特的地质景观为主，融合自然景观与人文景观的自然公园。联合国教科文组织的目标是选出超过500个值得保存的地质景观加强保护。目前，我国已有35处地质公园进入联合国教科文组织世界地质公园网络名录。无论是地质公园还是世界自然遗产都是全球自然景观中的佼佼者，其科学意义和旅游观赏意义不言而喻。记者从不同渠道了解到，针对汉中天坑群这一独特的地质遗迹，目前各方正在积极筹备世界地质公园和自然遗产申报。

中国地质调查局高级工程师毛晓长认为，汉中天坑群与南方天坑有着不同的形成机理，生物多样方面也很独特，因此从稀有性、科学性、美学性、可保护性等方面而言，汉中天坑群具备成为世界级地质遗迹的条件。

专家认定，汉中天坑成群分布，规模巨大的洞穴廊道、地缝、峡谷、石林及湖泊等岩溶景观类型齐全，组成了完整的岩溶地貌系统。岩溶洞穴中保留有丰富的古地下河冲积物、次生化学沉积物及重力崩塌堆积物，为研究地下河演化和秦岭南部古环境变化提供了素材。

记者了解到，中国地质调查局岩溶地质研究所与陕西省地质调查院已达成共识，拟共同推进汉中天坑群国家及世界地质公园申报工作，初步确定以汉中黎坪地质公园为基础，联合南郑小南海、宁强禅家岩天坑群，争取申报世界地质公园。

开发之惑

天坑是一种独特的自然奇观，为喀斯特条件下所特有。它在自然景观中，具有稀少、奇特、险峻、恢弘、壮丽、秀美、生态环境独特等一系列特殊的旅游观赏价值与感官属性。同时，天坑总是与洞穴、地下河、奇峰怪石等其他旅游资源共存于一体，因而无疑是一种特殊的超级旅游资源。

据了解，重庆小寨天坑已于1999年向游人开放，广西乐业大石围天坑群正在旅游开发规划之中。未来，喀斯特天坑风景名胜区将为世界旅游业增添一个璀璨夺目的亮点。

汉中天坑群一般分布在人迹罕至的大山顶上，居住在这里的村民大多因为交通问题而在贫困线上挣扎着。在南郑县小南海镇考察伯牛坑时，正在地里干活的一位老农民悄悄地向记者打听，这里真的能开发吗？几天后，在央视对镇巴县三元镇天悬天坑进行直播的当天，一群前往围观的当地村民又问了同样的问题，其中一个年轻人告诉记者，他自己花钱修通了一条从家到公路的水泥路，准备开一个农家乐。

记者注意到，每个天坑附近的百姓都对天坑的开发充满了期待。面对这一世界级的旅游资源，当地政府又岂能错过？对于经济欠发达的汉中来说，有开发利用的冲动也在情理之中。但是天坑资源属于不可再生的自然遗迹资源，一旦开发不当将会带来不可挽回的损失。

在本次科考期间，中国地质环境监测院地质环境评估室主任、全国重要地质遗迹项目负责人董颖对天坑一味地搞大规模开发提出了反对意见，她说：“地质遗迹开发要谨慎，应以保护为主，即使要开发，也应该以维持天坑的原貌为基点，不要对其原有的风貌进行破坏，否则就失去了意义。”

因此，对于经济实力不强、脱贫攻坚压力较大的汉中来说，如何利用天坑群资源，推动区域经济发展、促进当地群众致富增收成了主政者面临的主要问题。

“汉中天坑群基本上为原始状态，未受人为破坏，保存程度极好。”李新林介绍，汉中天坑群地质遗迹呈现地面与洞内景观相结合的多层次的游览空间，可以与人文、生态及红色旅游资源相结合，形成完整的旅游资源配置格局，具备观光游览、度假休闲、探险科考、科学研究、科普教学等多种功能。

据了解，由于自然条件限制，天坑周边交通十分不便，当地群众的生活也十分贫困。周边群众期待天坑群的发现能够带动基础设施建设，依靠生态旅游促进自然资源开发和农副产品销售，为当地脱贫攻坚提供机遇。

实际上，由于汉中天坑群还处于科考阶段，旅游还尚未开始，加之天坑所在之处地形都较为险峻，保障措施还不完备，为了游客的安全，暂时没有对外开放。不过，在科考队进入圈子崖天坑和天悬天坑期间，记者发现，还是有不少重庆、四川、湖北等外省市的游客慕名前来参观旅游。

据了解，当地已着手编制下一步调查、保护和开发利用方案。陕西省计划对其余岩溶遗迹区继续开展深入地质勘查，并启动地质遗迹保护管理办法的起草工作。

“通过考察，我们发现，汉中天坑群还存在许多未解之谜，需要我们在今后若干年开展多学科、多方面的深入调查。”陕西省地质调查院副院长黄建军说。

斯洛文尼亚科学院岩溶所的安德烈·米哈维奇博士在不久前考察汉中天坑群后表示，汉中天坑群非常壮观，具有很高的科学价值和旅游价值。

斯洛文尼亚最著名的波斯托伊纳洞已有约200年的开发历史，它经历了一个不断纠正错误和调整旅游战略的发展过程，以求在遗迹保护和开发旅游之间实现平衡。安德烈·米哈维奇说：“我建议对汉中天坑群的保护利用进行综合评估，三思而后行，避免破坏和犯错。”

汉中天坑群如何做到在保护中开发，相信当地政府部门会有一套完善的规划。记者意识到，要想更好地开发，把汉中天坑群当作一个地学科普基地，还需要我们的地质学家更好地讲好地球的故事。

加拿大岩石圈探测计划

地球内部剖面示意图

前不久，我国启动了地震科技创新工程，拟通过“透明地壳”“解剖地震”等4个地球深部探测计划的实施，在未来10年，大幅提升地震科学研究水平以及防震减灾能力，达到国际先进水平。那么，和世界发达国家相比，在地球深部探测方面我们可以借鉴哪些经验成果？大数据时代地质学家探测地球内部所面临的焦点和难点有哪些？从上个世纪60年代起，随着人类对海洋认识的加深，发展出了划时代的板块构造理论，几乎完美地解释了与海洋有关的地质学问题。所以，人们开始把板块构造理论运用于陆地，也就是板块构造理论的“登陆”。

在研究海洋地质的过程中，科学家广泛采用地球物理学的方法，结合钻井，取得丰硕成果。自然而然地，研究大陆地质学也可以按照这个思路进行。所以，从上个世纪70年代开始，各国相继展开了各式大陆探测计划，极大地完善了大陆地质学理论并取得了良好的经济效益。

美国：大陆反射地震探测计划和地球透镜计划堪称深部探测典范

在上个世纪70年代末，美国率先开始实施了大陆反射地震探测计划。这项计划的研究手段来源于石油勘探技术，通过布设一系列测线，收集人工地震产生的地震波，处理之后就可以得到很多地下地质结构的信息。这个计划取得了很多优良的成果，比如：揭示了美国东海岸阿帕拉契亚山的构造，西部山地的地下结构，尤其在落基山断层之下发现一系列油田。一连串的科学与社会效益，使该计划堪称深部探测的典范。此外，这次探测计划的成果，还引发了其他国家相关计划的出炉。

2001年，美国国家科学基金会、美国地质调查局和美国国家航空航天局，联合发起了一项新的开创性地球探测计划——地球透镜计划。该计划是一项全新的具有风险性的地学探索工作，主要分为四项内容：

第一项是建立一个由2000个地震观测点构成规则的流动测网，轮流进行地震观测，实时采集数据，用来研究地幔乃至深达近3000公里的地核和地幔边界的情况。另外，还可以用来监测火山和地震活动，进行灾害预测。

第二项是建立圣安德列斯断裂深部观测站。圣安德列斯断裂是地球上最活跃的断层之一，穿过美国经济发达、人口密集的西海岸，研究程度很高，危险性也很大。项目将在断层带上取出了40米的岩芯供科学研究，并在深部建立了一个观测站，进行长期的观测研究。

第三项是板块边界观测站，利用GPS和应变测量仪，对太平洋板块和北美板块的相互运动进行连续观测，以研究地震和火山造成的地壳缓慢变形，增强预报的准确性。

第四项是合成孔径干涉雷达，可以用于火山和地震灾害的研究，还可以提供因地下水和石油的开采造成的地面沉降信息等。美国的地球透镜计划在2003年由国会批准实施，为期15年（2003年~2018年），预计投资超过200亿美元。

英国：反射地震计划揭示地球霸主恐龙灭绝猜想

英国反射地震计划开始于1981年，探测范围覆盖英伦三岛及附近大陆架，揭示了这一地区地壳和地幔的结构特征，并得益于反射地震计划帮助，成功发现了储量约47亿吨的北海油田。

而让人意想不到的是，该计划发展的地球探测新技术，在寻求恐龙灭绝成因方面发挥了很大的作用。我们知道在6500万年前的白垩纪末期，地球霸主恐龙突然灭绝，一种猜想是有一颗直径至少10公里的陨石与地球相撞，导致全球气候大变，恐龙灭绝。

但这么大一颗陨石与地球相撞，必定要留下一个巨大的陨石坑，那么它在哪儿呢？早期的科学家通过对墨西哥湾地区岩石学的研究发现，这里可能存在一个巨大的陨石坑，但它到底是什么形状，有多大，一直是个谜。因为这里大部分地区都是在海下的，难于观察。所以，在1996年的1月~5月间，该计划的科学家联合美国、墨西哥的地质学家对墨西哥湾地区进行了详细地探测，最终确定了这里存在一个巨大的陨石坑，直径大约100公里，为恐龙灭绝这一科学问题的研究补上了重要的一环。

加拿大：岩石圈探测计划为矿业勘探和开采提供详细信息

加拿大岩石圈探测计划(1984年~2003年）是加拿大国家级多学科合作的地球科学研究项目，目的是综合了解北美大陆北半部的大陆演化。加拿大地区本身地质演化历史久远，超过40亿年，这让加拿大成为研究地球大陆早期历史及后续演化最理想的国家。

在漫长的历史中，大陆经历了怎样的变化，都有哪些地质过程，大陆的组成是怎样的，这些问题不仅对加拿大，更是对全球的地质学研究都有着重要的意义。另外，加拿大矿产资源丰富，矿业是本国的支柱产业之一，探明地下的矿产分布及储量，更是对本国的经济发展具有重要意义。所以，加拿大岩石圈探测计划从一开始就具有科学和社会的双重目标。

从1984年开始，参与该研究的750多名作者发表了近2000篇著作，详细阐述了加拿大本土大陆的演化特点，绘制详细的岩石圈剖面，尤其注重对矿业开发区的探测，为矿业勘探和开采提供更详细的信息。

所有这些，不仅显著提高了加拿大大陆地质学的研究水平，而且极大地促进了本国矿业发展，丰富的成矿信息增强了矿业公司投资的信心。

澳大利亚：“玻璃地球”计划的目标是人眼能看到地下构造、岩层、矿产甚至灾害

矿产资源大国澳大利亚被誉为“坐在矿车上的国家”，为了解决未来的资源问题，1999年该国提出了“玻璃地球”计划。所谓的“玻璃地球”，顾名思义，就是让地球像玻璃一样透明，让人一眼就能看到地下的构造、岩层、矿产甚至灾害。有学者称之为“透明地球”或“水晶地球”，在一个国家范围内则被称为“玻璃国土”，指通过多种地质手段获取海量数据，建立全球性、多尺度、数字化的地质模型，可供我们查询和分析，然后据此作出正确合理的决策。澳大利亚“玻璃地球”的思想理念一经提出，就吸引了世界各国纷纷效仿，开始投入大量资金进行实施。

“玻璃地球”计划的目标是：使澳大利亚大陆地表以下1000米深度以内的地质状况变得透明。要实现这一目标，需要大量的地质勘探、地球物理勘探和地球化学勘探工作，如：新的钻探技术、航空重力梯度测量、航空电磁法、地球化学填图、同位素跟踪、地下水化学研究等。该计划提出之后被正式列入澳大利亚的国家预算，并开始实施。遗憾的是，2003年因多种原因而被迫终止。

欧洲：深部探测计划促进了科学研究的跨国界合作

从1981年起，受美国深部探测计划的影响，欧洲各国随后也展开了自己宏大的计划。

欧洲深部探测计划(1981年~2001年）旨在实施新一代的重大项目，更好地了解欧洲大陆地壳和地幔的构造演化，以及一直以来控制整个演化的动力学过程。欧洲探测计划挑选9个目标区域进行重点研究，每个区域都由高度自治的研究团队负责，所有的团队都致力于运用地质学、地球化学、地球物理学相结合的方法，了解地球表层和深层的关系，解释形成欧洲大陆岩石圈主要特征的过程。

在本计划实施的20年间，有30多个国家，上千名地质学家参与，从俄罗斯的乌拉尔山到葡萄牙里斯本，从土耳其到瑞典，地质学家对欧洲的主要地质结构进行了系统的研究，硕果累累，加深了人们对欧洲大陆深部构造和地质学过程的认识，同时也极大促进了科学研究的跨国界合作。

◆相关链接

瑞士地壳探测计划：主要是通过地球物理和地质联合的方法探测瑞士阿尔卑斯山脉的深部结构，深部探测的数据主要采集于1986～1993年之间,研究成果合理解释了瑞士阿尔卑斯山的构造演化：一个温度相对较冷的“山根”快速插入到20公里以下的下地幔,结果导致了大陆的碰撞；高密度球状“山根”导致阿尔卑斯山中部快速隆起及波河盆地下沉的大陆动力学模型。加上欧洲各国联合开展的欧洲探测计划，共同揭示了欧洲大陆与非洲大陆碰撞带的精细结构,为发展碰撞造山理论、薄皮构造理论奠定了基础。

德国大陆反射地震计划：通过接收、处理和解释地球物理数据，取得了对欧洲深部地质结构的新认识。深地震反射揭示了岩石圈不同尺度的各向异性和下地壳的“鳄鱼嘴”构造，一些反射联合剖面揭示了陆内盆地的演化,显示了下地壳减薄和岩浆初始阶段的证据。

意大利深地壳反射计划：由意大利国家研究委员会资助，主要目标是通过深地震反射技术研究意大利主要造山带的地壳结构及动力学演化过程。项目起始于20世纪80年代,形成了覆盖意大利半岛及周边海域的地震剖面网。

俄罗斯深部探测计划：以折射地震技术和大地电磁技术为主，这在国际上是唯一的也是非常超前的。俄罗斯是世界上最早开展深部探测的国家之一，其中科拉半岛科学钻深度超过1.2万米,成为世界上最深的钻孔。科拉超深钻改变了地球物理探测解释的许多深部现象，研究成果形成了适时的成矿地质体定位的深部地质—地球物理和地球动力学标尺和俄罗斯境内各种矿产资源多参数成矿预测分析的数据库。

◆延伸阅读

“透视”地球正变为现实

在上述国家的研究计划中，所采用的主要方法是地震反射技术，它是一种精度很高的地球物理勘探方法，主要利用人工爆炸、冲击或其他振动源产生地震波，然后在地表或井中用检波器将其接收并对其进行处理和解释，便可以分析判断地层界面、岩土性质和地质构造等。

目前，美国、俄罗斯、英国、意大利等国都在积极推动“穿透地壳”深反射地震剖面的工作。根据三维可视化地质信息与服务系统，只要按要求在电脑上输入相应的指令，研究区域的主要地层、地下构造、地热、地下水等三维仿真模型即可直观地展现在眼前。如果想知道哪里有断裂，哪里有地热和温泉，哪里赋存着丰富的地下水资源，都可以在系统上清楚地查询。

未来世界各国的“玻璃地球”计划将会从局部的三维地质模型向全国范围发展，我国的发展方向将会更多地向实用化转变，在规划、国土、环保、水务、市政、建设、农业等多个领域更多地发挥管理和决策的作用。

目前，虽然实现全球范围的“透明化”尚需要很长的时间，但随着人类探索地球奥秘的步伐不停，大数据时代呈现“看不见”的地球内部将一直是未来地球科学研究的方向。