徐義剛院士：扎根“深地科學”，探索地球奧秘

編者按：習近平總書記指出，科學普及是實現創(chuàng)新發(fā)展的重要基礎性工作。為助力高水平科技自立自強，中國科協(xié)科普部聯(lián)合光明網推出“錨定2035·院士談科學報國”系列文章，邀請各領域院士就我國當下熱點科技問題給予權威解答，服務引導更多科技工作者提升科研科普能力，促進全民科學素質提升，為科技強國建設貢獻科普力量。#千萬IP創(chuàng)科普

地球科學是一門既古老又年輕的學科。說它古老，是因為人類對地球的探索已有數千年的歷史；說它年輕，是因為隨著科技的不斷發(fā)展，我們對地球的認識還在不斷深化和拓展。

同時，地球科學還是一門既基礎又應用廣泛的學科，包括了地理學、地質學、地球化學、地球物理和空間物理學、大氣科學、海洋科學和環(huán)境科學等眾多分支學科。既是研究地球本身性質、結構、演化規(guī)律的科學，也是解決人類面臨的資源、環(huán)境、災害等問題的關鍵所在。

很多地學知識都是相通的，在深海、深空、深地這三個方面的探索也都離不開地球科學。比如，最近我和團隊對嫦娥六號采回的月球背面樣品做出的獨立研究成果刊登在了《科學》雜志上。這項研究通過對樣品中玄武巖屑中微小含鋯礦物（<5微米）以及斜長石和晚期填隙物開展同位素分析，首次揭示了月球背面約28.3億年前仍存在年輕的巖漿活動。這一年齡填補了月球玄武巖樣品在該時期的記錄空白，為認識整個月球的地質歷史提供了獨特的視角，也為人們了解月球演化提供了關鍵科學證據。

深地科學研究同樣是地球科學中的一個重要領域。我是從事地幔巖石學研究的，深地科學是我的“老本行”。我們知道，地球由地殼、地幔和地核組成，地殼是人類直接接觸到的部分，平均厚度約17千米，地幔則厚達近2900公里，而地核就像是層層包裹下的“雞蛋黃”。在人類的認知中，地球表面的山川湖海早已不再神秘，但地球的內部卻仍然籠罩在重重迷霧之中。

由于地球是固態(tài)的，深入探索其內部異常困難，科學家們只能利用地震波探測、火山巖石分析等間接的手段來探測地球內部的信息，試圖揭開地球內部的秘密?？杀M管如此，越來越多的跡象表明，地球內部的過程可能控制著地表的環(huán)境演化和宜居性，對深地的深入研究迫在眉睫。

此外，深地科學也不僅僅是一門純理論的學科，它在國家能源安全中扮演著重要角色。例如，我國科學家通過深地科學研究，發(fā)現了一些重要的礦產資源分布區(qū)。這些發(fā)現不僅為我國的經濟建設提供了有力支撐，也在國際礦產資源競爭中占據了有利地位。隨著全球對清潔能源需求的不斷增加，尋找新的能源資源也成為了當務之急。深地科學研究可以幫助我們發(fā)現地下深處的清潔能源，如能源金屬、地熱能、干熱巖等。這些清潔能源的開發(fā)利用，對于推動能源結構轉型、實現可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

深地科學是一門高度綜合性的學科，因此，深地科學的研究需要跨學科的合作與探索。通過與地球物理學家、化學家、生物學家等不同領域的專家合作，我們能夠更全面地了解地球內部的物質組成、結構特征及其演化規(guī)律，及其對表生作用的影響。隨著科技的不斷發(fā)展，深地科學的研究手段和方法也在不斷創(chuàng)新。例如，利用人工智能、大數據等先進技術，我們可以更高效地處理和分析深地科學數據；通過超級計算機模擬地球內部的物理和化學過程，我們可以更深入地了解地球內部的運行機制。

在新的形勢下，科研范式正在發(fā)生變革，人才培養(yǎng)是地球科學發(fā)展的關鍵所在。地球科學在推動人類文明進步中扮演著重要作用，但它又是一個非常復雜的系統(tǒng)，需要多學科交叉和融合才能夠取得突破性的進展。很多不了解的人覺得地學研究非常辛苦，但從我30多年的工作經歷看，我認為這是一個非常有趣的領域，能夠面對廣闊的天地，親近大自然。未來，我們需要培養(yǎng)具有廣泛知識背景和深刻理解能力的人才，懷揣著一顆好奇心，應對各種挑戰(zhàn)。

（作者：徐義剛 中國科學院院士、中國科學院廣州地球化學研究所研究員，光明網記者宋雅娟、蔡琳采訪整理）