编者按

　　在7月刚刚公布的中国“科技十二五”中，强调了对“三深”、“三极”的科学考察。深海、深地、深空，以及南极、北极、青藏高原，这些过去只能在科幻书籍中研读的领域，正吸引着中国科学界越来越多的关注。如国务院总理温家宝在2009年首都科技界大会上指出的，“空间、海洋和地球深部，是人类远远没有进行有效开发利用的巨大资源宝库，是关系可持续发展和国家安全的战略领域”。

　　历史无法忘记，葡萄牙和西班牙对于大洋探索的资助，使它们在一个多世纪的时间里保持了世界一流强国的地位。当然，如今对于未知空间的探索，已非一条帆船所能承载。动辄上百亿美元的投入，考验着一个国家的远见和理想，以及对于科学的认识和理解。

　　中国挺进地心第一步

　　应使中国主要区域地下4000米变得“透明”，以解决中国资源短缺的瓶颈

　　《瞭望东方周刊》记者葛江涛、特约撰稿刘伟 | 北京报道

　　中国地学史上最大的科学项目，建国以来投资最大的基础科学项目之一，中国“深部探测技术与实验研究”专项(以下简称“深部探测专项”)在默默运行3年后，于2011年进入关键阶段。包括“超级科学钻”在内的一系列关键工程都将在年内完成。

　　这个集合了12位院士、200多名研究员以及上千名科研人员的地球深部探测工程，希望从深层次了解一系列中国人关心的重大问题：从油气蕴藏、矿产分布，一直到青藏高原的扩展还将在四川产生何种地质变动。

　　虽然预算达到30亿元人民币，但它不过是中国人探索地下奥秘的序幕和预备项目。激动人心的地壳探测工程也在筹备申报国家立项。

　　在现实压力下，中国对于科学的认识正发生着变化。一直以来，以中央财政为主体的科研经费更偏重于对应用研究的投入，对基础研究的投入的比例相对较低。不过10年来，中国对于基础研究投入的绝对数字增长了6倍。当然，它在比例和绝对数字上仍逊于西方科学大国。

　　几十年来，很多中国人都为自己在科学领域已取得的成果感到自豪。如今，这些可能关系人类前途的超级计划开始浮出水面，我们能够取得真正非凡的成就吗？

　　中国人缺资源吗？

　　中国所面临的资源挑战，是启动深部探测工程的最大动因。它也将成为未来实施地壳工程的主要推力。“资源能源缺口是立项的第一出发点。”“深部探测专项”负责人、中国地质科学院副院长董树文向《瞭望东方周刊》回忆说，2002年国土资源部科技司在做“十一五”规划时，已预测到中国的资源需求将急速攀升。

　　中国地质科学院相关课题组的评估结果也显示，中国的矿产资源需求将是天文数字。

　　其实在2002年的中国，铁矿还不需要进口，油气等能源进口也保持在相当低的水平，铅锌矿甚至还在出口。“现在回过头来看，我们当时对‘十一五’末期资源需求的预测都是准确的，现实供需情况甚至更加严峻。”董树文说。

　　工信部近日公布的数据显示，2011年1至5月，中国原油对外依存度达55.2%，已经首次超过了全球第一大能源消费国美国。

　　来自地学界的科学家就此认为，应该根据这一预测启动全国性的基础科学工程，了解中国人脚下的每一寸土地。

　　2002年，国土资源部系统的科研机构正式提出启动深地重大基础项目---预算30亿元人民币的“地壳探测工程”。此前，地学界在支持基础科学研究的“973”计划中，获得的经费总额不过三四千万元人民币。

　　天量经费立刻引起了不同声音。“那时还没有大科学的概念。尤其是当时很多人并未意识到资源缺口问题，不赞同投入几十亿只是搞基础研究。”董树文略带遗憾地表示，项目申报因此陷入了长时间的搁置状态。

　　同时，一些官员也认为，中国的资源缺口可以通过大量进口进行弥补。在历史上，还没有一个国家只用自有资源就能跻身一流大国行列。资源进口既然在所难免，为何还需要实施投入巨大的此类项目？

　　到2006年元月，来自高层的态度开始明朗。国务院发布《关于加强地质工作的决定》，其中明确提出“实施地壳探测工程，提高地球认知、资源勘查和灾害预警水平”，堪称中国地壳探测工程的转折点。

　　在这一年的全国地质工作会议上，时任国务院副总理的曾培炎也要求：“要支持加强地质工作的一些专项工程，如矿产资源保障和地壳探测等。”

　　回忆至此，董树文难掩激动：国务院发文多以“意见”冠名，以“决定”出现的很少，且一般都是农业、交通这样的大行业，“很多人甚至不解，地质工作怎么也发个决定？”

　　藉此机会，2007年，中国地质科学院再度开始向国家有关部委申报进行地壳探测工程。

　　放炮的“大计划”

　　这一次申报，又以一个小小插曲而终结。

　　国家有关部委询问：项目的具体工程是什么？地质科学院的申报人回答说，主要是“放炮”，即通过引爆炸药产生地震波，进行地质探测。

　　对方问：“炮放了不就没了？”申报方答：“对，没了”。申请就此搁浅。

　　按照科研经费的有关规定，筑房修路等用于基本建设开支属于科研费用，它和工作费用由不同的部委下达。中国地质科学院找到的部委负责审批科研费用。

　　“放炮”不留东西，被认为是工作费用，不是建设费用。专项申报再度沉寂了一年。

　　最终给专项带来转机的，是2008年5月发生在四川的地质巨灾。

　　“浮于表层，往地下稍微深入几米就不知道了。”董树文告诉本刊记者，经过建国后几十年发展，中国的地下研究几乎还是一片空白，地震、火山等地质灾害大多只能进行灾后救援，震前束手无策。当然，这也是全世界共同的难题

　　资源缺口凸显、地质灾害频发与地球科学相对落后并存的局面，使开展深部探测工程的诉求日益强烈，地壳探测工程似乎“万事俱备，只欠东风”。

　　“东风”却是一次很偶然的电话。

　　2008年10月的一天，财政部教科文司的一位负责人给董树文打电话，随口问这位地质学家：“‘神州7号’发射成功后，领导们议论说‘上天上去了，‘落地’怎么还没动静？’”

　　“我赶紧就说，怎么没有，有个大计划，报了没回音啊。”董树文回忆说，最后一层纸被这个电话捅破了。

　　财政部随后委托科技部进行论证，科技部又进行国家层面的协调、讨论，最后得到的结论是：“论证不错、项目重要、国家需求，但需前期准备，建议改成培育性专项”。

　　“地壳探测工程”因此改成“深部技术探测与实验研究”，并得以立项。

　　2008年项目启动当年，就得到了7000多万元启动资金。涉及地质学、地球物理学等多个基础学科的庞大工程就此启动。

　　中国人，也加入了向地心挺进的行列。

　　国家的想法

　　天量科研经费的下达并非偶然，它寄托了来自中央高层领导的某种期望。

　　2009年8月17日，国务院副总理李克强视察中国地质科学院时明确表示：解决我国能源资源问题，需要充分利用国际国内两个市场、两种资源，“但必须坚持立足国内，增强国内能源资源的保障能力。进一步加强地质勘查，努力实现重要资源找矿的重大突破”。

　　他后来在2010中国国际矿业大会开幕式的致辞中再次强调：中国将把立足国内开发与加强国际合作结合起来，充分利用国内外两个市场两种资源，不断增强经济社会发展的能源资源保障能力。

　　2009年11月3日，国务院总理温家宝在首都科技界大会上也谈到，在地球深部资源探测方面，中国已有固体矿产勘探开采的深度大都小于500米，而世界一些矿业大国已经达到2500米到4000米，南非计划开采的深度达到6000米。

　　他还举例说，澳大利亚在本世纪初率先提出“玻璃地球”计划，也就是要使地下1000米变得“透明”。加拿大人近期提出的类似计划，要搞到3000米。

　　温家宝指出，“我们要千方百计提高资源勘探开采水平和效益，充分挖掘和利用好各类资源。”   

　　2010年，全国人大副委员长、中国科学院原院长路甬祥在为全国人大常委会第十四次专题学习会进行讲座时特别强调：深部矿产资源勘探与开发是影响中国可持续发展能力的战略性科技问题。他说，应使中国主要区域地下4000米变得“透明”，以解决中国资源短缺的瓶颈。

　　到“十一五”末期，随着中国能源进口数量的快速增加，以及铁矿石谈判等一系列资源纠纷，“中国能源威胁论”已甚嚣尘上。

　　在广袤的国土上进一步进行资源勘探，已不仅是个经济问题，

　　事实上，早在2004年9月中国就启动了全国重要矿产危机矿山找矿专项，在原有矿山300米至500米的开采深度上，向更深部进行勘探开采。到2008年经过评估，这一工程已为中国带来了价值超过1万亿元人民币的矿产资源。

　　目前深部探测项目取得的最大成果之一，就是对长江中下游成矿带的深度阐述，首次实现了大型矿区三维透明化。

　　不过，对于“深部探测专项”技术负责人、中国科学院院士李廷栋而言，地壳探测工程才是一个终极目标。

　　“地壳探测工程目前积极准备正式立项的报告，争取尽快立项。”他告诉《瞭望东方周刊》，作为一项培育工程，“深部探测专项”将为地壳探测工程进行技术和人才准备，包括研制关键探测技术和装备，在关键地区进行试验。同时，完善地壳探测工程设计方案，推动国家立项。

　　2011年6月、7月，国土资源部的两位副部长先后到中国地质科学院考察了“深部探测专项”，并就尽快推进地壳探测工程立项申报做了指示。

　　中国人的“超级钻”

　　“深部探测专项”包括9个子项目，比如建立中国大陆电磁参数标准网，这被称为“给中国照CT”。不过，其中最容易理解、引人关注的恐怕还是“超级科学钻”。

　　在接受《瞭望东方周刊》采访时，吉林大学建工学院院长孙友宏正在“超级科学钻”的试验平台工作。目前，这部机器的主要零部件已经制造完成。

　　按照原计划，“超级科学钻”本应在8月20日进行调试，首次试验只需要6000多米深度。现在则提出要快速达到1万米深度，因此正在进行新的修改。

　　科学钻是人类获取地球内部信息最有效、最直观的方法。目前全球仅有苏联的“科拉超级钻”达到过1万米以下的深度。中国曾在2001年于江苏东海县启动了自己的“超级钻”，它在2005年达到了5100多米的深度。

　　孙友宏说，以目前的工艺水平达到1万米深度还需要进一步完善，预计修改还需要约一个月的时间。

　　这个深度钻井设备存放在四川宏华集团。它高45米，占地1万平方米，重量超过1000吨。在运输时，这套设备拆分后需要30到50辆大卡车。如果达到1万米的钻井深度要求，制造费用预计超过1亿元。

　　“目前主要的困难是地下到万米时的高温问题。”孙友宏说，在这个深度上温度最高可达400摄氏度左右，而国产钻头只耐250摄氏度，所以加强耐高温钻头的自主研究成为当务之急。

　　从某种意义上讲，自主装备决定着未来地壳探测工程的成败。此类装备的研发反映了过去几十年中国地球科学面临的窘境。在是否能带来直接经济效益的门槛上，它总是显得有些腼腆。

　　“比如一个科学钻，打一个1万米深的孔就要数亿元投入。”董树文说，过去“973”计划的三四千万元经费要研究“矿的分布规律、中国中生代成矿大爆发原因、国家构造演化、古生物演化和油气聚集规律”等重大大地质问题。

　　其实在上世纪90年代以后的很长一段时间，短期即可获利的应用性研究项目都是中国科学界的宠儿。它们得到了科研经费中的绝大部分。

　　10年来，中国基础科学研究经费在绝对数字上增长了6倍，达到328亿元。不过中国科学技术发展战略研究院最近的报告认为，财政基础研究科目经费中，仍有40%用于应用研究和试验发展。

　　国家自然科学基金和“973”计划是目前中国两大主要的基础研究资助系统。前者偏重支持科学家的探索研究，后者则用来解决国家战略需求中的重大科学问题。

　　根据科技部对2009年国家自然科学基金课题的统计，有59%的资金用于基础研究。“973”计划因为要求更为严格，有77%的课题资金用于基础研究。

　　“深部探测专项”安排了3亿元人民币用于装备研发。董树文认为，中国深部探测与国外差距明显，工作空白很多，“我们不能放弃自主研发一些关键设备。”

　　虽然获得了极大支持，但和中国所有重大科学项目一样，除了资金，科研体制也是“深部探测专项”需要面对的重要问题之一。

　　事实上，由一位地质学家来领导这样的大科学项目本身就引人注目。董树文承诺，公开、开放性将成为“深部探测专项”的主要特征。

　　这位负责人表示，“深部探测专项”在2011年将进入探测任务高峰时段，更多技术突破有望带来新的科学发现，“按目前进度，专项应该能如期完成，平稳过渡到‘地壳探测工程’。”

　　1864年，法国人用《地心游记》预言了地心熔岩等新奇事物；1983年，苏联人在科拉半岛创造了1.2万米的人类钻探纪录；2011年，美国人在1300多米深的岩层发现了最深的生态系统⋯⋯中国人能否在这部史诗中留下自己名字？

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