【锚定2035·院士谈科学报国】扎根“深地科学”，探索地球奥秘

编者按：习近平总书记指出，科学普及是实现创新发展的重要基础性工作。为助力高水平科技自立自强，中国科协科普部联合光明网推出“锚定2035·院士谈科学报国”系列文章，邀请各领域院士就我国当下热点科技问题给予权威解答，服务引导更多科技工作者提升科研科普能力，促进全民科学素质提升，为科技强国建设贡献科普力量。#千万IP创科普

地球科学是一门既古老又年轻的学科。说它古老，是因为人类对地球的探索已有数千年的历史；说它年轻，是因为随着科技的不断发展，我们对地球的认识还在不断深化和拓展。

同时，地球科学还是一门既基础又应用广泛的学科，包括了地理学、地质学、地球化学、地球物理和空间物理学、大气科学、海洋科学和环境科学等众多分支学科。既是研究地球本身性质、结构、演化规律的科学，也是解决人类面临的资源、环境、灾害等问题的关键所在。

很多地学知识都是相通的，在深海、深空、深地这三个方面的探索也都离不开地球科学。比如，最近我和团队对嫦娥六号采回的月球背面样品做出的独立研究成果刊登在了《科学》杂志上。这项研究通过对样品中玄武岩屑中微小含锆矿物（<5微米）以及斜长石和晚期填隙物开展同位素分析，首次揭示了月球背面约28.3亿年前仍存在年轻的岩浆活动。这一年龄填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白，为认识整个月球的地质历史提供了独特的视角，也为人们了解月球演化提供了关键科学证据。

深地科学研究同样是地球科学中的一个重要领域。我是从事地幔岩石学研究的，深地科学是我的“老本行”。我们知道，地球由地壳、地幔和地核组成，地壳是人类直接接触到的部分，平均厚度约17千米，地幔则厚达近2900公里，而地核就像是层层包裹下的“鸡蛋黄”。在人类的认知中，地球表面的山川湖海早已不再神秘，但地球的内部却仍然笼罩在重重迷雾之中。

由于地球是固态的，深入探索其内部异常困难，科学家们只能利用地震波探测、火山岩石分析等间接的手段来探测地球内部的信息，试图揭开地球内部的秘密。可尽管如此，越来越多的迹象表明，地球内部的过程可能控制着地表的环境演化和宜居性，对深地的深入研究迫在眉睫。

此外，深地科学也不仅仅是一门纯理论的学科，它在国家能源安全中扮演着重要角色。例如，我国科学家通过深地科学研究，发现了一些重要的矿产资源分布区。这些发现不仅为我国的经济建设提供了有力支撑，也在国际矿产资源竞争中占据了有利地位。随着全球对清洁能源需求的不断增加，寻找新的能源资源也成为了当务之急。深地科学研究可以帮助我们发现地下深处的清洁能源，如能源金属、地热能、干热岩等。这些清洁能源的开发利用，对于推动能源结构转型、实现可持续发展具有重要意义。

深地科学是一门高度综合性的学科，因此，深地科学的研究需要跨学科的合作与探索。通过与地球物理学家、化学家、生物学家等不同领域的专家合作，我们能够更全面地了解地球内部的物质组成、结构特征及其演化规律，及其对表生作用的影响。随着科技的不断发展，深地科学的研究手段和方法也在不断创新。例如，利用人工智能、大数据等先进技术，我们可以更高效地处理和分析深地科学数据；通过超级计算机模拟地球内部的物理和化学过程，我们可以更深入地了解地球内部的运行机制。

在新的形势下，科研范式正在发生变革，人才培养是地球科学发展的关键所在。地球科学在推动人类文明进步中扮演着重要作用，但它又是一个非常复杂的系统，需要多学科交叉和融合才能够取得突破性的进展。很多不了解的人觉得地学研究非常辛苦，但从我30多年的工作经历看，我认为这是一个非常有趣的领域，能够面对广阔的天地，亲近大自然。未来，我们需要培养具有广泛知识背景和深刻理解能力的人才，怀揣着一颗好奇心，应对各种挑战。

（作者：徐义刚 中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员，光明网记者宋雅娟、蔡琳采访整理）