4月22日，第56個世界地球日如期而至，“珍愛地球 人與自然和諧共生”的主題，彰顯著守護(hù)地球家園的時代使命。

近日，在“科普中國說——多維地球 寰宇共生”活動中，中國地質(zhì)調(diào)查局自然資源航空物探遙感中心首席科學(xué)家、國家卓越工程師、中國地質(zhì)學(xué)會會士熊盛青帶來精彩分享。現(xiàn)摘編其演講《航空物探遙感帶你“透視”地球》部分內(nèi)容，邀您一同探索地球奧秘→

“向地球深部進(jìn)軍”

我是熊盛青，我的工作是航空物探遙感技術(shù)研發(fā)、地質(zhì)找礦與地球探測。

地球是人類賴以生存的家園。具有多圈層結(jié)構(gòu)的地球?yàn)槲覀兲峁┝丝諝狻⑺透鞣N資源，但同時也能誘發(fā)許多種自然災(zāi)害。

在人類歷史發(fā)展進(jìn)程中，從未停止過對地球的探索。從“鉆木取火”的蒙昧?xí)r代到“青銅鐵器”的文明曙光，從化石燃料的蒸汽時代到大數(shù)據(jù)人工智能的迅速爆發(fā)，認(rèn)識地球、開發(fā)地球、保護(hù)地球都是永恒不變的主題。

“向地球深部進(jìn)軍”是時代賦予我們的重要課題。但是，“上天不易，入地更難！”人類至今鉆探的深度不過1.2298萬米，不足地球半徑的千分之二。用高科技手段是探測地球、發(fā)展地球系統(tǒng)科學(xué)的必由之路。

如今，數(shù)以千計的遙感衛(wèi)星像“天眼”一樣時刻在看護(hù)著我們的地球！它們在支撐服務(wù)自然資源管理、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、自然災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要作用。

遙感的特長是觀測地球表面，但要快速“透視”地球，就要依靠另一種高科技了，它就是航空物探，學(xué)名叫航空地球物理。“透視地球”的目的是向地球內(nèi)部要空間、要資源、減災(zāi)害。

簡單來說，航空物探是利用飛機(jī)搭載物理探測儀器，通過飛行，像耕地一樣，畫出一條又一條的飛行測線，獲取工作區(qū)域的磁力、重力、電磁和放射性等信號，專業(yè)上叫作地球物理場信息。

通過對地球物理場信號的處理和解釋，推斷地球的內(nèi)部構(gòu)造特征，從而找到礦產(chǎn)資源的有利富集區(qū)，如同醫(yī)生給病人做CT，尋找“病灶”，這是我們破解地球奧秘的“密碼”。

要沖破壟斷，沒有捷徑可走

我國航空物探技術(shù)從20世紀(jì)50年代開始起步，經(jīng)歷了三代技術(shù)發(fā)展歷程。第一代技術(shù)主要是從前蘇聯(lián)引進(jìn)的，第二代技術(shù)則是國外引進(jìn)和自主研發(fā)相結(jié)合。

前兩代技術(shù)，主要在航磁探測儀器和定位技術(shù)上相繼取得突破，精度逐步提升，進(jìn)入高精度測量階段，技術(shù)人員能更精確地為地質(zhì)隊(duì)指明勘探位置，支撐發(fā)現(xiàn)了一大批國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)急需的礦產(chǎn)資源。

但與國際相比，整體技術(shù)還比較落后，一直到上世紀(jì)90年代前后，主要的儀器裝備還要依靠進(jìn)口。那時候，我們投入巨資、費(fèi)盡周折才引進(jìn)的設(shè)備，在國外卻不是最先進(jìn)，甚至是即將淘汰的。記得我第一次參加野外勘查，到柴達(dá)木盆地尋找鉀鹽礦藏，鉀鹽關(guān)乎國家糧食安全，用的就是這樣的設(shè)備。我們曾試圖仿制國外儀器，卻發(fā)現(xiàn)內(nèi)部都是“黑匣子”，想要仿制卻無從下手。

西方國家長期對我們封鎖技術(shù)，哪怕是合作勘查，都不讓我們上飛機(jī)，也不讓我們接觸儀器，更不讓我們參與數(shù)據(jù)處理。在出國考察訪問時，更是遭遇了漫長的背景調(diào)查、繁瑣的簽證辦理、嚴(yán)格的安檢問詢，這種感覺像一塊越來越大的石頭，壓在每一位航空物探人的心里。

我們深深體會到，核心技術(shù)受制于人是最大的隱患，因?yàn)檫@是買不來、要不來、討不來的。要沖破壟斷，沒有捷徑可走，必須靠自己來攻克。從那時起，我們就堅(jiān)定了信念：航空物探領(lǐng)域的科技自立自強(qiáng)，我們必須有！

精度提高0.1，不簡單

2006年，航空地球物理勘查技術(shù)，列入國家優(yōu)先支持發(fā)展的重點(diǎn)高科技領(lǐng)域，一批重大科技項(xiàng)目相繼啟動。我們國內(nèi)的25家單位、51個團(tuán)隊(duì)、近500名科研人員，開啟了自主研制的“大會戰(zhàn)”和“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。

從“追趕50年差距”到“國產(chǎn)裝備國際一流”，我們僅用不到20年！

比如航空重力儀精度達(dá)到0.6毫伽。毫伽是個什么概念呢？眾所周知，地球的平均重力加速度約為9.8米每二次方秒，1毫伽約為平均重力加速度的百萬分之一，這是一個非常微弱的變化量。我們自主研發(fā)的精度比西方的禁運(yùn)指標(biāo)還提高了0.1。

這0.1，是我國科學(xué)工作者用無數(shù)個不眠之夜換來的！我國成為繼美國、加拿大、俄羅斯之后，第四個掌握航空重力核心技術(shù)的國家。有了它，我國又新增了一種探測地球和找礦的重要手段——“2020珠峰高程測量”，它功不可沒。

如今，我們建立了第三代高分辨綜合航空地球物理勘查技術(shù)體系，具備了全地域、多尺度、高精度的綜合勘查能力，整體達(dá)到了國際一流水平。

下一步，我國要發(fā)展的第四代技術(shù)，將著重圍繞在新一輪找礦突破戰(zhàn)略行動中，高海拔、深切割地區(qū)“人上不去”“裝備上不去”的堵點(diǎn)問題，牢牢牽住輕量化、小型化的“牛鼻子”，為航空物探設(shè)備“瘦身減重”，發(fā)展以無人機(jī)集群、超高分辨率和智能化為特色的新一代技術(shù)，打通產(chǎn)業(yè)化的最后一公里，在找礦主戰(zhàn)場上接受實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。

補(bǔ)齊空白，成就美輪美奐圖景

在中國的航磁圖上面曾有一片空白，是青藏高原一處面積達(dá)110多萬平方公里的區(qū)域。這里層巒疊嶂、高寒低壓，不僅飛機(jī)作業(yè)難、精準(zhǔn)定位難，航磁儀器的運(yùn)行也要經(jīng)受極大考驗(yàn)。

我國西部地區(qū)礦藏豐富，但在青藏高原開展地面找礦工作十分艱難，我們的前輩一直想補(bǔ)全這片區(qū)域，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，長期沒能實(shí)現(xiàn)。

我們團(tuán)隊(duì)站在“巨人的肩膀上”，持續(xù)攻關(guān)奮戰(zhàn)，終于消除了儀器的“高原反應(yīng)”，補(bǔ)齊了這最后一塊空白，成就了這張美輪美奐的自然畫作。

我們判斷出了一個個可能成礦的區(qū)域，基本上摸清了全國鐵礦資源“家底”，有力地支撐了全國找礦勘查部署和實(shí)踐。

七十多年來，我國航空物探發(fā)現(xiàn)了數(shù)萬處異常。依據(jù)航空物探異常發(fā)現(xiàn)的礦床數(shù)以千計，我們可以驕傲地說，全國約90%的鐵礦都是通過航磁異常發(fā)現(xiàn)的。

近年來，大冶鐵礦深部富礦體、山東齊河富鐵礦、新疆東天山銅鎳礦、秦嶺華陽川地區(qū)鈾礦……這一個個富饒寶藏的發(fā)現(xiàn)，都離不開航空物探的快速識別和定位。

我們解譯出了地球內(nèi)部的巖漿巖、斷裂構(gòu)造、火山機(jī)構(gòu)等要素，為揭秘地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)、防災(zāi)減災(zāi)提供了系統(tǒng)的科學(xué)研究成果。

給珠峰“量身高”

在我的職業(yè)生涯里，還有一段令人心潮澎湃的記憶。

2020年，我們乘坐自主設(shè)計改裝的“航空地質(zhì)一號”飛躍珠穆朗瑪峰。這里是航空物探的“禁區(qū)”——地形起伏嚴(yán)重、天氣變化劇烈，眾多風(fēng)口的風(fēng)切變，連飛機(jī)都會有“高原反應(yīng)”。而我們要挑戰(zhàn)的，是去丈量中國的高度、世界的高度——給珠峰精準(zhǔn)地“量身高”。

神峰之上，離地面1000米的飛行高度，已接近飛機(jī)的極限高度。為了保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，航空測量要盡可能貼近地面。一邊，登山隊(duì)員奮力沖頂，為珠峰確定“頭頂”位置。另一邊，我們飛入云霄，為的是找準(zhǔn)珠峰的“腳底板”，也就是大地水準(zhǔn)面。

為了不錯過五月的飛行窗口期，隊(duì)員們每天凌晨披星戴月向機(jī)場進(jìn)發(fā)，因?yàn)樗麄儽仨氌s在日出之前保證飛機(jī)起飛，此時的飛機(jī)爬升能力強(qiáng)、氣流波動小，數(shù)據(jù)質(zhì)量也更有保證。在做好準(zhǔn)備工作后，隊(duì)員們和飛機(jī)都在等待著塔臺的指令。

凌晨的高原寒風(fēng)刺骨，隊(duì)員們穿著羽絨服，不停地跺腳取暖。當(dāng)塔臺發(fā)出指令，飛機(jī)起飛時，隊(duì)員們一片歡騰。但更多的時候，由于天氣和空域管制等原因，一早上的忙碌卻是無用之功。即便知道今天的忙碌和辛苦可能又打了水漂，但為了不錯過每一個能夠飛行的日子，野外隊(duì)員們天天如此。“高原寒”難不倒我們的隊(duì)員，缺氧，不缺精神！

這是我國首次在珠峰區(qū)域開展航空重力和遙感綜合測量，我們用國產(chǎn)技術(shù)將精度由米級提高到厘米級。當(dāng)8848.86米這一數(shù)字公布時，團(tuán)隊(duì)熱淚盈眶！這個充滿溫度、代表國家科技實(shí)力的數(shù)字，是中國技術(shù)“觸摸天空”的新高度！

致敬中國地質(zhì)工作者

地質(zhì)工作是艱苦的，卻也是浪漫的，工作的特殊性讓我們飽覽山河秀美，也領(lǐng)略了許多常人無法涉足的自然奧秘。但在此過程中，我們虧欠最多的就是家人。

我們親歷了航空物探技術(shù)裝備從無到有、從有到精，見證了國家的能源資源家底越來越厚，卻沒能見證孩子從蹣跚學(xué)步到咿呀學(xué)語的每一次成長。

測量珠峰發(fā)生在疫情暴發(fā)的初期，我們的野外隊(duì)長，是剛剛為人父八天，卻毅然舍小家、顧大家的“90后”。我們“60后”的技術(shù)專家，年近九十的老母親住進(jìn)了ICU，他卻不能床前盡孝。在我們的團(tuán)隊(duì)里，同樣有巾幗不讓須眉的女英雄，堅(jiān)守雪域高原，都有她們的颯爽英姿！

我想向我的夫人、女兒，以及廣大地質(zhì)工作者的家屬，表示崇高敬意和衷心感謝！你們，是中國地質(zhì)調(diào)查事業(yè)的無名英雄！