大家玩炸金花客服杨文采院士:人类能上天下海,却难以入地13公里

杨文采:铁矿、铜矿有有一种类战略矿产  ,大伙国家寻找了很长时间 。这里我时要要要讲讲金矿  。中国地质界对于国家发展的另另三个小 大贡献   ,只是发现了金矿、钨矿和锡矿  。大伙国家解放后   ,经济还不发展   ,一穷二白   ,全都人吃不饱饭    ,大伙当年怎样去买国外的先进技术 ?靠的也什么都没办法 口金矿、钨矿和锡矿  。

大伙那我用的钻杆   ,它的材料是合金钢  。当然大伙现在总要全都许多的材料  ,还会 很贵   ,有另另三个小 成本问题  。几万米的钻杆   ,你看得几个成本  。值得吗  ?这涉及全都问题 。你打下去那我又不赚钱  ,谁来投资啊  ?

Part 3地球物理专业没办法 本科生   ,因为 不好找工作

杨文采:主只是因为 温度升高   ,地下1800米以下    ,地球的温度因为 达到80-80度   ,这那我钻杆就变成“面条”了    ,刚性就没办法 了   ,动力就没方式传下去  。刚性缺乏    ,有有一种钻杆不光只能继续往下传递动力   ,到那我它钻下去总我想要 能 拐回来   ,不听你指挥  。

杨文采:谁只是敢说一定就还会 做成   ,还会 应该没办法 去做    ,会往前走一步  。你看美国加州的那个断裂带   ,总爱占据 地震   ,大伙大地震因为 预测了四五十年了   ,前6次都失败了   ,第7次成功  。大伙现在就比较有把握了  。比如说提前4天 或另另三个小 礼拜    ,在那些地方那些范围会占据 几个震级的地震   ,预测因为 性大   ,因为 地震还是有规律的  。比如另另三个小 地震断裂带   ,全都地方都因为 占据 过地震了   ,地层特征都松了    ,它就不容易占据 应力积累   ,再占据 地震也什么都没办法 那些空档的地方   ,那我还没办法 断开的地方   ,就比较因为 断裂  。

而在深地钻探方面   ,目前世界上最深的科学钻探纪录还没办法 达到1800米    ,中国的钻探深层先后两次实现了亚洲第一    ,分别是805年占据 江苏东海县的中国大陆科学钻探工程CCSD—l井  ,深入地下5158米;2018年占据 黑龙江安达市的松科二井   ,钻探深层达到7018米  。

我认为时要坐下来讨论   ,找到使两方还会 受益的方式    ,而总要说我只强调我的业绩和收入   ,你只强调你的环保  ,最后把老百姓搞得莫名其妙  。当然  ,大伙科学家总要责任    ,这也是我从事地球物理研究的追求之一   ,研究地球内部内部结构能量物质运动的规律  。

大伙在工业化初期最时要的是钢铁和石油  ,这也都离不开地球科学  。现在占据 新工业革命时代   ,时要的资源不同了 。大伙每被委托人用的手机都装有锂电池   ,电动车也用锂电池   ,锂矿时要几瓶应用到能源储能上 。有科学家设想建设一张能源互联网   ,城市都装上太阳能  ,家家户户时要获得足够的用电  。问题是    ,因为 另另三个小 礼拜没办法 太阳    ,不就完蛋哪天  ?那就时要巨大的储能器  ,起码储存整个城市够另另三个小 礼拜用的电能   ,有有一种储能器就时要用锂电池  。大伙国家有几瓶的二氧化碳气体气体锂矿资源  。

杨文采:有有一种专业还在往下走   ,现在都没办法 本科生了   ,因为 地球物理专业的学生出来不好找工作 。相比之下   ,现在搞遥感、搞 GPS 的   ,找工作很容易  。有有一种专业发展上的困境  ,总要一下子就还会 处置的 。

▲杨文采院士/李仪 摄影

天上  ,人类的飞行器因为 能在距地球330万公里外的月球和5800万公里外的火星着陆   ,马斯克私人公司 SpaceX 研发的载人飞船不久前那我成功将两位宇航员送达80公里外的国际空间站  。海底   ,世界上最深的马里亚纳海沟超过1800米  ,中国、英国、美国和日本等国家的深潜器在这里纷纷实现了超过一万米的深潜探测试验   ,中国自主研制的1800米级载人潜水器计划今年正式下潜 。

《科学大师》:大陆科学钻探目前最深的钻井还没办法 到1800米   ,往下面走很重困难   ,您是有过实践的科学家  ,这是那些因为  ?

《科学大师》:您是地球物理学家  ,怎样看当前能源消耗和可持续发展的矛盾关系 ?

▲火山喷发涌出熔岩/图源:国际在线

《科学大师》:既然很重要   ,为那些也占据 地球物理专业(包括地质专业)并总要没办法 吃香的说法  ?

杨文采:对地震进行更好的预测   ,难度比较大 。因为 地球的内部内部结构特征太繁复了   ,地震预测总要速成式的研究  。比如说   ,4级地震  ,就没办法 必要天天总要人在那里预测   ,一定要6级以上的大地震    ,才有预测的必要   ,还会 你对震级的预测因为 不准   ,负面影响就很大  ,比如说地震是4级  ,你报成了6级   ,这就会扰乱正常的社会生产和益活秩序 。

我认为大伙还没办法 形成共识   ,不同的人想法不同    ,全都达不成平衡  。矿上的老板一心想着赚钱发展  ,许多地方政府也是没办法 想的  ,那些矿是他当地税收的来源 。去年我在内蒙古跑野外  ,看过当地查封了另另三个小 矿山    ,因为 有污染   ,不光查封   ,环保部门还每天用卡车拉着土把那个矿井填埋  。我很奇怪   ,有污染我能 治理  ,时要加以改造  ,因为 等环保技术、开采技术进步了   ,加带以利用 。有没办法 必要把它填掉  ,没办法 浪费纳税人的钱 ?有有一种矿山还有它的价值  ,时要成为人类同去的财富  。

大伙国内的矿业也慢慢在萎缩  。全都大伙要研究在人居环境和资源的利用之间寻找另另三个小 平衡、可持续的发展   ,要搞清楚地球物质运动和演化的规律  。

▲钻探深层达到7018米的松科二井  ,占据 黑龙江安达市/图源:中国地质大学

当然地震预测研究做到那些程度  ,也跟经费投入有关系  。比如说在另另三个小 地震带上   ,因为 我每隔80米总要另另三个小 钻孔打下去  ,还会 放满探测器   ,一连放满1万套   ,那我能 能知道这整个地下应力的变化特征    ,利用有有一种大数据研究   ,就比较容易对地震进行预测  。问题是  ,打1万个钻孔  ,放1万套探测器   ,花没办法 大的成本下去  ,值不值  ?这就涉及到你科技发展定位的问题  。

作者|章剑锋

地球的半径有8000多公里的深层   ,在北京的下面   ,有80到90公里的岩石圈   ,岩石圈之下  ,还有软流圈  ,地球板块运动、大陆漂移的动力  ,就在软流圈之中   ,软流圈岩石有流变性 。科学家为了研究地下构造信息   ,有各种方式  。

当年大伙在江苏东海打钻  ,也是那我  ,有有一种研究就与验证地壳运动和大陆俯冲有关 。最后获得的材料验证   ,基本上跟大伙那我推测的是一样的  。这只是科学钻探 。

他提出的另另三个小 对策是:新能源作为新兴产业    ,确实在能源格局中扮演着重要角色  ,但终究代替不了作为战略资源的化石能源  。发展新型绿色矿业   ,尤其是在中国西部和内蒙古发展新型绿色矿业  ,因为 是处置中国能源瓶颈的根本途径  。

但总要问题  ,因为 总要到处总要火山 。像在北京    ,没办法 火山口   ,你就没辙了  。只能真正深入到地里边去  ,那就没办法 深地的研究材料 。全都现代的地球科学研究   ,时要多学科的结合(地球物理学、地质学、地球化学等)   ,还会 搞清地下物质的分布  。

Part 5地震预报为那些难以发展起来

“对于二氧化碳气体气体地球大伙了解得深一点了  。大伙讲上天、入地、下海三大科研目标   ,上天现在太空技术不断进步   ,下海也相对比较容易  。入地好难  ,难在哪里 ?”中国科学院院士杨文采对网易科技《科学大师》记者说  ,“现在钻探达到1280米   ,为那些只能达到8000米啊  ?很简单   ,到了1800米的那我   ,地层的温度很高    ,想继续钻下去   ,面临很大的挑战  。”

出品|网易科技《科学大师》栏目

《科学大师》:也只是说   ,地球科专学 否还会 在有有一种战略资源自给自足里边  ,提供助力 ?

杨文采:大陆科学钻探是非常重要的一环  。因为 地球科学研究目前更多只能看过地表上的东西  ,因为 只能往下打钻采样   ,大伙能看过的东西只是很浅层的    ,全都研究都守候在假设阶段  。比如构造的年龄和规模、流体的运动、地球物理异常起因等    ,你好难敲得很准   ,要把它上升成为另另三个小 理论的模型  ,还时要加以打钻验证  。

杨文采从事地球物理研究80余年   ,他是新中国最早一批委派出国的学者和新中国培养的第一批地球物理学家之一 。上世纪80年代他从国门外把地球成像反演理论带回中国   ,作为有有一种学术领域的先行科学家  ,他曾带头在北京大学等中国高校开课  。

地球化学家的方式是时要靠同位素测量来研究标本  。20世纪地质学最大的成功只是需要放射性同位素来测量地质年代  。还会我有一块标本   ,大伙就时要取得数据 。当然有有一种标本要很特殊   ,比如是从火山里头喷发出来的  。火山只是另另三个小 火山岩的钻孔  ,把地下因为 是80公里深层的物质给带到地面上来了   ,像金刚石只是  。同位素研究就能说明它的成因、物质成分、它的生成环境等等  。

比如地质学家   ,他要看地表上石头的露头   ,还会 再看打钻出来的岩心  ,通过测量和研究那些岩石标本   ,就能得到第一手的数据 。拿只能内部结构   ,就没方式测算  。还会  ,地表露头和钻孔(位置)常常相隔很远  。比如地质学家他在北京打井   ,拿到一块石头   ,有有一种石头在别的地方都没办法 见到过   ,他又跑到阿拉善打个井   ,又得到另一块同样的石头  。那这两块石头之间究竟是那些关系 ?大胆许多的地质学家就会说这是另另三个小 地质带   ,它们是连在同去的  。但他没办法 资料来佐证 。

杨文采:现在全球的矿业都占据 最低谷  ,发达国家也是那我  ,主要因为 只是因为 大伙对于人居环境水平追求提高那我   ,在资源和污染之间又找只能另另三个小 时要平衡的方式   ,唯一的方式只是给矿业加征很高的环境税  。我时要要破坏环境   ,我能 我能 加税   ,把成本提高5到10倍   ,不赚钱了   ,就没办法 干了 。现在欧洲的德国、英国、法国   ,矿山基本上都封闭了  ,基本没办法 矿业了  。大伙的资本就都跑到非洲去    ,把污染留给别人 。

《科学大师》:这倒是许多奇怪   ,现在各国都希望获得足够的能源用于经济发展   ,有有一种专业反而在往下走   ,失业  ?

《科学大师》:向地球深部进军   ,怎样看有有一种科学意义 ?人类对地球深部认知还非常有限  ?

▲前苏联科拉超深钻孔   ,深达12263米/图片来源于网络

1997年  ,国际大陆科学钻探计划(ICDP)正式成立   ,中国于当年加入该计划 。杨文采代表中国出任 ICDP 第一届科学顾问组(SAG)成员   ,此后与许多七位中外科学家一道提出了中国大陆钻探项目  ,推动了江苏东海的科学钻探的实现 。

▲占据 美国加州的圣安德烈亚斯断层/图片来自于网络

预测时要精确和准确   ,地震的时间是另另三个小 小时还是一天还是另另三个小 礼拜  ,你得讲清楚  。大伙因为 说三天之内都因为 占据  ,有有一种话好说  。但我时要要说明天就占据 地震   ,那要求就很高 。因为 地震有全都因素触发   ,全都是偶然因素   ,全都好难  。

Part 2人类社会要发展   ,离不开地下矿藏资源

地震预测  ,有另另三个小 由谁承担责任的问题 。因为 我是领导   ,我花了国家的钱   ,又预报错了   ,那责任全在我身上   ,全都这是有风险的  。这里边有全都利益考量  。因为 有有一种课题那我能 好难   ,又没办法 把握还会 做好   ,对领导也是压力山大  。确实灾害预测的难度很大   ,还会 随着信息技术的应用和自动监测能力的提高   ,这方面的科学研究有因为 取得重要进展 。

地球内部内部结构物质是怎样分布和运动的  ?能量是怎样转移的  ?这是好难研究的  。因为 全都事情都占据 在过去    ,都占据 过了 。还会 每一次的地球动力学作用   ,总要地球上留下有信息   ,那些信息就藏在地壳中  ,科学家时要去研究那些信息  。

地里边的岩石层特征  ,不同的深层只是一样 。花岗岩、片麻岩   ,再往下是玄武岩、橄榄岩等更硬的岩石   ,有有一种类岩石密度大    ,全都地球深部越往下岩石就越坚韧   ,钻孔的难度就没办法 高 。

13公里   ,有有一种数字目前还没办法 哪个国家能实现 。这指的是对于地球深部钻孔探测的直线纵深距离 。

▲有“中国黄金第一矿”之称的吉林夹皮沟金矿/图源:中国黄金报

《科学大师》:实际上按您那我说    ,我的理解是因为 要做   ,还是还会 实现的    ,关键是看有没办法 有一种生活决心 ?

▲杨文采院士在广西为1800多名青年科研工作者作主题报告/图源:广西科协

▲人类对潜藏于地球内部内部结构的信息   ,所知还非常有限 /图源:国际在线

Part 1地球深部热度过80度   ,钻杆打下去会变成“面条”

杨文采带回来的地球物理反演和地震层析成像理论  ,主要应用在地壳上地幔研究、油气与矿产勘查及重大建设工程基础调查等方面 。通俗来讲   ,除了基础性的地球动力学研究之外  ,找石油、找矿   ,也都能用上  。比如黄河小浪底水利枢纽电站、大庆油田、华北油田、东海油气盆地、北京机场高速立交桥墩质量检测等重要工程  ,均有运用到他的技术成果  。

深地探测(又叫大陆科学钻探)   ,被称为“深入地球的望远镜”   ,它既有助科学家验证地壳物质运动和地球演化规律  ,在全球灾害频发、能源紧张等各种人类社会发展面临的矛盾背景下    ,又是发现处置此类严重问题的重要手段   ,人们将其科研意义称作是人类登月后又一划时代的工程  。

这是材料的问题  。想让有有一种钻杆的刚性在800度情况报告下还能总爱保持刚性   ,有有一种材料现在还没办法 研究出来   ,有有一种好难  。那只能等到新材料出来了那我  ,才有因为 继续往深里打钻  。

杨文采是著名地球物理学家   ,浙江大学教授   ,他曾担任中国大陆科学钻探第一钻——805年江苏东海县中国大陆钻探工程中心的副总指挥  。因为 科研工作关系   ,杨文采曾面对面见过四任国家总理   ,大陆科学钻探工程也受到国家高层的直接重视和支持   ,当年的一位总理曾在东海工程开钻前作出批示   ,称有有一种工程是中国地质科技工作的一件大事①  。

《科学大师》:也只是说   ,在地球科学中  ,大陆科学钻探的重要性和必要性是无可争议的  ?

我的科研追求只是需要把上地幔到地面之间80公里的地球三维成像研究框架搭建起来  。这几十年不断在做   ,从研究方式理论   ,到埋点积累数据   ,进行全球对比   ,最后找到地球动力学的许多演化规律  。拿那些规律   ,也时要用来分析资源能源是怎样形成的 。比如我也给中石化做研究   ,说中国有有一种深层8000米到1万米地下构造怎样样   ,有有一种盆地里头那些地方因为 会有石油   ,有助石油的形成   ,这只是它的应用  。

*注:①   ,该批示援引自《人民日报》海外版的报道 。

我时要要验证    ,要么就直接打钻    ,钻得深一点越好   ,这是另另三个小 最好的方式  。比如我预测有有一种地方打下去会是那些地质年代   ,我能 在那个地方钻下去  ,最后测出来的结果就时要直接拿来印证你的理论  ,全时要搞科学钻探  。海洋钻探也好   ,大陆科学钻探也好    ,目的总要要验证科学家的理论模型  。

地球科学的发展很有意思  。我在40年前公派去加拿大   ,那那我全世界占据 所谓的能源危机   ,石油卖到180美元一桶    ,搞得很恐慌  。大伙说  ,40年那我中国也好世界也好   ,石油总要枯竭   ,油价会暴涨   ,于是各个政府和石油公司几瓶投资勘探石油   ,结果现在40年过去   ,石油的储量跟40年前一样  ,并没办法 掉下来  。因为 技术提高了    ,经过勘探发现更多的油田   ,开采的技术水平也提高了  。一看还够用40年    ,就松懈下来   , 40年那我再说吧   ,现在不找了  。那我一来   ,地球物理人最大的就业门路就受到影响    ,大伙那我70% 搞地球物理的总要在石油勘探部门工作  。

另外  ,大伙的地球形成后产生许多矿物   ,比如说铀矿   ,产生放射性的能源   ,有有一种能量是时要利用的  。有有一种能量又比太阳能少另另三个小 级次  。

大伙解放后找到了几个大金矿   ,比如说胶东金矿、东秦岭的金矿    ,青海的金矿等  ,那些金矿给建国初期提供了硬通货的金钱的储备  ,对大伙国家维持财政的安总要非常重要的  ,使得大伙国家还会 维持到改革开放  。大伙过来的人知道得很清楚  。现在中国制造走出去了   ,几瓶的外汇进来  ,大伙的经济依靠矿业的有有一种阶段才算去了 。

▲深入地下5158米的中国大陆科学钻探工程CCSD—l井   ,占据 江苏省东海县/图源:中国地质大学

《科学大师》:您的科研更多是集中在地球动力学   ,对于上地幔运动和大陆动力学有深入研究  ,这方面的研究有朝一日算不算也还会 应用到地震科学预测上  ?

确实矿业在发展形势上不利   ,大伙国家总要支持有有一种专业  ,规模时要缩小   ,但有有一种路线只能断  。基础性的研究不去做   ,那我能 会落后了  。

当然   ,除了打钻    ,时要有另有有一种验证方式    ,那只是预测    ,比如进行地震预报  。预测在那些地方那些那我会占据 大地震   ,因为 你预测准确了  ,你的研究假设也时要上升成为理论  。

新型矿业时要绿色发展   ,时要和保障人居环境、减少土地资源的压力、科学利用空间资源的思路结合起来  ,唯有没办法   ,才时要降低环境治理的成本   ,使开发矿业和优化环境一举两得  。

杨文采:大伙对地球的了解  ,从地面上来说还是很不错的   ,只是对(地下)深部的了解比较有限 。

Part 4大伙在能源利用和益态环保的平衡里边  ,还无法取得共识

大伙现在不太重视矿业  ,暂时是时要的  。但随着时代发展的变化  ,对矿业的需求也在变化   ,离不开全都矿产资源  。包括蓄能材料、火箭和热核反应燃料、特种合金、超导材料和芯片材料等   ,原料都来自地壳的矿粉 。尤其是稀有稀散金属、稀土和贵金属   ,是支撑战略性新兴产业发展的重要原材料  。据我所知   ,现在有的国家发展还是靠矿产   ,比如俄罗斯   ,它的生存密切依靠矿业 。澳大利亚也是那我 。

大伙说发展靠资源    ,最重要的战略资源中就少不了矿物  。特朗普提前大选了另另三个小 美国的战略资源法案    ,只是说你的战略资源的储备因为 缺乏说说   ,一旦占据 战争   ,你有有一种国家是经不起打击的  。那这其中涉及到另另三个小 很重要的战略资源  ,只是稀土矿   ,它们是在新材料、高端制造、航空航天和精密制导等多方面时要的特殊原材料  。美国要从中国进口几瓶的稀土矿产   ,因为 有有一种资源断了   ,对于美国的战略发展是很不利的 。

地球物理学研究与能源利用、地球生态等多重现实议题有着密切的关系  。杨文采告诉《科学大师》记者  ,他被委托人当下很关心的另另三个小 问题是    ,人类居住环境和矿产能源资源等需求之间的矛盾时要得到平衡改善   ,地球科学能为有有一种问题的求解做许多那些  ?站在科学家的研究深层   ,他试图寻找到被委托人的答案  。

《科学大师》:地球科学中  ,关于能源利用说说题也很受关注   ,您的研究成果   ,在许多重要的能源勘探工程上总要应用   ,怎样样认识地里边的能源储藏   ,地球深部真的是能源宝藏吗  ?

杨文采:大伙知道地球中心的温度达到8000多度   ,那个地方热能是所有地球内部内部结构物质运动的能量来源 。科学的估算   ,大伙现有的一次能源当中的太阳能   ,它的总能量共还会我地球内部内部结构能量的1/80   ,只是说地球的能量远远要大于太阳释放出来的能量  。

“新型矿业是发展新型原材料高端产业链的上游   ,而新型矿业时要绿色发展   ,时要和保障人居环境、减少土地资源的压力、科学利用空间资源的思路结合起来    ,唯有没办法   ,才时要降低环境治理的成本  ,使开发矿业和优化环境一举两得  。”

▲贵州海百合化石  ,距今超过两亿年历史/受访者供图

杨文采:我很关注有有一种问题  。人类社会要发展   ,就要消耗能源  ,这就会伤害到人居环境    ,形成另另三个小 怪圈  。确实这是另另三个小 社会问题   ,但跟地球科学联系最紧  。因为 只能你在知道地球内部内部结构能量跟物质怎样运动    ,我想要 知道地球上的能源、资源是怎样形成的   ,将来会怎样变化  ?也才还会 知道现在的人居环境是怎样形成的   ,将来又会怎样变化  ?只能知道那些   ,你才因为 处置平衡问题   ,大伙也才不需要去干傻事  。有有一种问题   ,希望能引起社会的重视和讨论  。