玻璃地球計劃，讓地球像玻璃一樣透明

自人類誕生之日起，我們就從未停止過對地球的探索和認知。從古代人認為「天圓地方」，到航海家麥哲倫通過環球航行證明地球是圓的；從古希臘科學家埃拉托色尼測量了地球周長，到地球物理學家莫霍洛維奇發現了地幔和地殼的分界層，再到地震學家古登堡發現了地核與地幔的分界層，這一次次的進步都讓我們對腳下的地球有了更精確的認識。然而，地球不是透明的，厚厚的土壤和岩石阻擋了我們的視線，使得地球深處對人類來說遙不可及，充滿了諸多謎團。

有人幻想，如果腳下的地球像玻璃一樣該多好。這貌似一個瘋子的想法，就像哥白尼提出日心說，而否定地心說一樣，在當時有點天方夜譚的感覺。但是科學的進步往往源自於大膽的設想，當陳舊的思想已經束縛了人們的大腦時，只有少數傑出的人才有勇氣打破舊框架，提出新理論。1999年，澳大利亞首先提出「玻璃地球」的概念，雖然他們做不到讓整個地球變得透明，但是希望做到使澳大利亞大陸地表以下1000米以內變得透明。這種思想理念一經提出，就引得世界各國效仿，紛紛開始投入大量資金進行實施。

什麼是玻璃地球計劃

迄今國內外還沒有一個準確的定義。顧名思義，就是讓地球像玻璃一樣透明，一眼就能發現地下的構造、岩層、礦產甚至成份。讓地球一定深度「透明」的主要方法是採用多種地質手段，獲取海量的數據，然後建立三維地質模型。當我們需要相關的信息時，能夠及時查詢、分析、處理這些資料，然後做出正確合理的決策。如此一來，藉助於大數據時代的「東風」，便可以充分發揮三維地質信息化的優勢，這就是地質學家所期望的「玻璃地球」。當然，這只是一種形象的說法，表達了地質學家對未來地質科學的美好期望。

雖然實現全球領域的「透明化」需要很長的時間，但前瞻性的思想必須走在時代的前列。也許，這不是幾百年，甚至幾千年能夠完成的工作，但我們始終堅信，只要人類探索地球奧秘的步伐不停止，「玻璃地球」的夢想終將實現。

其他國家的玻璃地球計劃

澳大利亞「玻璃地球」計劃

礦產大國澳大利亞，被譽為「坐在礦車上的國家」。為了解決未來的資源問題，1999年，該國提出了一個別開生面的新概念——「玻璃地球」。顧名思義，就是指希望地球在人類面前能像玻璃一樣透明，讓我們一眼就能看清哪裡分布有礦產資源。該計劃的目標是使澳大利亞大陸地表以下1000米深度以內的地質狀況變得透明。要實現這一目標，需要大量的地質勘探、地球物理勘探和地球化學勘探工作，如新的鑽探技術、航空重力梯度測量、航空電磁法、地球化學填圖和同位素跟蹤，以及地下水化學研究等。該計劃提出之後被正式列入澳大利亞的國家預算，並開始實施。然而令人遺憾的是，2003年因多種原因，該計劃被迫終止。

加拿大岩石圈探測計劃

在1984-2003年期間，加拿大實施了岩石圈探測計劃，目的在於全面了解北美大陸的演化過程。其主要的工作方法是利用地震發射技術，計劃涉及該國範圍內10條典型剖面，總長度超過1.4萬千米。該項計劃實施後取得了卓著成績，不僅解釋了北美大陸岩石圈的演化過程，對基礎地質研究有了很大突破，而且對該國金屬礦產蘊藏豐富的地區建立了新的構造模型。此外，實施該計劃後，科研人員在加拿大紐芬蘭省西部海岸還發現了石油資源。

英國反射地震計劃

在20世紀70年代之前，西方工業國家的石油能源主要來自於亞洲中東地區。但是第四次中東戰爭時阿拉伯國家宣布「石油禁運」，導致西方國家石油嚴重短缺。於是，英國開始將目光投向本國近海區域，即介於歐洲大不列顛島、斯堪的納維亞半島、日德蘭半島和荷蘭低地之間的北海。這裡海底地形複雜，海上氣候惡劣，但英國政府痛下決心，大力勘探。得益於反射地震計劃的幫助，他們成功發現了儲量約47億噸的北海油田。英國反射地震計劃自1981 年開始實施以來，已經探測完成深地震反射剖面2萬千米，範圍覆蓋了英國大陸及海洋大陸架，為北海油田的發現奠定了深部地質基礎。

美國「地球透鏡」計劃

為了研究深部地質，在20世紀60年代，美國曾開展過一項大規模的鑽探計劃。這項計劃以發現了地殼和地幔之間界面的地球物理學家莫霍洛維奇的名字命名，稱為「莫霍爾計劃」。該項計劃原本是想在海底選定某些地點向下鑽探，期望穿透地殼，直達地幔。然而，由於美國未能設立專門的組織和人員掌控全局，在管理上出現了諸多問題，雖然投入了巨額資金，但是以失敗告終。

到了2001年，美國國家科學基金會、美國地質調查局和美國宇航局聯合發起了一項名為「地球透鏡」的計劃。該計劃總投資約為200億美元，為期15年（2003-2018年），主要包括聖安德烈斯斷層深部觀測台、板塊邊界觀測台和美國地震觀測台陣三大部分。該計劃的主要目的是探索北美大陸的構造與演化，並揭示地震及火山噴發的秘密。比如，科學家找到一處曾經多次發生過斷裂的斷裂帶後打下鑽孔，在鑽孔深度3千米的地方放置精密觀測儀器。這樣一來，地下岩層的活動及地震的相關數據就可以被記錄下來。截至2014年，該計劃已經獲得了大量有效數據，並出版了數百本相關學術著作。

除了上述這些國家的研究計劃外，還有瑞士地殼探測計劃、義大利地殼探測計劃、德國大陸反射地震計劃和俄羅斯深度地殼探測計劃等。由於地質研究與資源勘探密不可分，當前各國的研究計划具有明顯的地域限制，僅僅是在本國領土及領海範圍內開展工作。相對於整個地球而言，要想真正實現「玻璃地球」計劃，還有很長的路要走。

中國的玻璃地球計劃待建

2014年，香山科學會議召開了以「中國玻璃地球建設核心技術及發展戰略」為主題的討論會。與會的專家指出，「玻璃地球」概念被提出後，尚缺乏成熟的理論和方法論指導，更缺乏強勁而適用的關鍵技術支持。

吳沖龍認為：「『玻璃地球』建設的核心技術是信息技術，其中包括能滿足大數據一體化儲存與管理的三維地質信息系統技術，能實現地質結構和地質過程快速、動態、精細和全息構建的三維地質建模技術，能支持地質時空大數據分析與挖掘的三維地質信息處理技術等。」

與會討論者一致認為，當務之急是應在國家層面開展戰略規劃和頂層設計，正式啟動我國的「玻璃地球」建設計劃，協調各部門力量著力開展關鍵技術研發，保證我國「玻璃地球」建設的健康發展。

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