透明地球·数字地球·美丽地球建设研究
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2.2 “三个地球”理论与技术发展历程

2.2.1 理论技术亟待完善的“透明地球”

地球是一个不透明的球体。法国作家儒勒·凡尔纳在他于1864年出版的科幻小说《地心游记》中,从艺术的角度给读者呈现出了一个“透明”的地下世界。与其不同,崇尚科学的地质学家们则致力于在理论和实践上将地球透明化。

在国外,南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇、德国科学家古登堡相继发现了地壳与地幔分界面(莫霍面)和地幔与地核分界面(古登堡面);魏格纳提出了大陆漂移说,其后发展为海底扩张说和板块构造说。在国内,李四光及其他地质学家也提出了地质力学说、多旋回构造学说、地洼说、断块构造说等,丰富了地质理论成果。这些理论为研究地球的构成和演化提供了基础。

在深地探测方面,尤其是钻探技术方面,国内外的钻探计划已为“地球透明化”做出不懈努力:苏联在科拉半岛历时15年完成了12 262米超深钻;由我国吉林大学自主研制的“地壳一号”也完成了7 018米的钻探。目前,在资源相关勘探开发过程中,几千米的钻探技术已经十分成熟。

尽管如此,我们距离地球透明化还有巨大的差距。在此基础,地球本身半径为6 000多千米,目前人类所开展的各类资源与地质调查的探测深度只集中在其半径的千分之一,相关理论与技术方法仍需不断探索。在此基础上,国内外开展了大量例如“玻璃地球”等相关针对地球本身的探测计划,从地球物理、地球化学、钻探、地质建模等不同角度推动“透明地球”的研究和应用。