今年6月在北京召开的两院院士大会期间，中科院院士、中科院地质与地球物理所研究员滕吉文提出：无论是针对现今资源、能源困境或“瓶颈”的破解，还是应对地震及地质灾害防范预测的需要，都要求我们去深化认识现在我们尚不很熟悉的地球深部世界。“人们只有‘抚摸’地球深部物质运动的‘脉搏’，才可能捕捉到地下物质运动的信息，以致为资源、能源和减灾防灾服务，造福于人类！”为进一步了解滕院士的所思所想，在会议间隙，本刊特邀记者江世亮采访了这位地球物理学家。以下是滕院士接受访谈的内容。
地理物理学的使命
记者：在院士座谈会上，您对地球物理学使命的理解和概括给我留下深刻印象，能否再展开说一下？
滕吉文：在我国，整个地球科学界包括地球物理学、空间物理学、大气物理学、地质学、地理学、地球化学，还有海洋科学等，其所涉空间广及宇宙、太阳系。这些学科之间差异很大，且在理论、方法、内涵以及研究方法和途径上亦不相同。当今大气物理学主攻大气、气候，地质学则主要研究地表构造。我是学地球物理的，作为20世纪才蓬勃发展起来的一门相对年轻的边缘科学，其研究方向确定要深入到地球内部，甚至要深入到地核去探索其内部的奥秘。相对地质学，尽管地球物理学是一门年轻的学科，然而自20世纪以来由于世界各国的快速工业化和经济腾飞，地球物理学发展很快，特别是20世纪中、末叶以来发展更为迅猛,究其原因可以归结为:
第一，地球内部的物质在不停顿地运动中，而且深、浅物质与能量在地史进程中进行着强烈的交换，并具有其特定的深层动力过程。
第二，人类繁衍、生息,科学与技术和社会与经济的高速发展所需的大量的资源、能源以及地表和地下场所，对地球物理学提出了前所未有的任务和挑战。
第三，人们越来越清晰地认识到人类生活和生存的环境、空间与可持续发展必须免受或少受自然灾害的袭击和大型构造运动的影响,亦必须深化对地球本体的认识。
第四，领土纷争、强权占有、经济掠夺、大小战争和国防与国家权益的需求。
显然，地球物理学的成就、进步和发展是与地球内部结构，物质运移的深层动力过程，与资源、能源、灾害、环境、国家利益、航天安全、战争与国防建设密切相关。一方面地球物理学的研究成果会间接转化为维系人类生存空间和社会与经济可持续发展的“物质源泉”。但我们也应该看到，人类对地球不可再生资源的“无限”索取，人类的一切活动的综合效应也为地球本体带来了难以缓解的“灾难”。
当今我国发展所面临的最大“瓶颈”之一是油、气能源和金属矿产资源的紧缺，在这样的背景下，地球科学界，特别是从事地球物理学和地质学研究的广大科技工作者必须突破已有的框架，沿着国家战略需求的轨迹求实创新，即必须有这样的作为。特别是5.12汶川8.0特大地震发生后，人们迫切希望对地球内部介质和结构有更多的了解。因为地球内部是一切矿产资源的源泉，但它也是地震和火山等自然灾害的策源地。为此，当必会促使我们去思考！这也是面对当今世界资源和灾害格局，我在创新征途中从理论上提出的理念；即当今整个地球科学必须要深化对地球本体的认识，要研究地球内部物质和能量的交换与其深层过程和动力学响应的由来。
记者：您刚才提到，地球内部是一切矿产资源的源泉，它也是地震和火山等自然灾害的策源地。为此必须要深化对地球本体的认识。5.12特大地震发生仅两个多月，相信这一思想引起很多人的关注。为什么会提出这个观点？
滕吉文：首先，我是从搞基础理论的角度出发来看待矿产资源的。我们知道，人类社会生存和发展的基础是物质生产。矿产资源是人类社会和经济发展的物质基础,任何国家的科学与技术进步、社会与经济的发展都以消耗大量的矿产资源为代价。在20世纪的百年里,地球为人类提供了海量的矿产资源。据不完全统计，在全球范围内为人类提供了1420亿吨石油,78万亿立方米天然气,2650亿吨煤,380亿吨(粗钢)铁,7.6亿吨铝,4.8亿吨铜和大量的矿物原料,极大地促进了全球经济的繁荣。毫不夸张地说,没有如此巨量矿产资源的消耗就没有今天的世界文明,离开矿产资源的勘探、开发和利用就谈不上科学技术的进步和人类社会与经济的发展,即使是当今的信息时代也还是如此。
地球内部分层
然而人们也应当清醒地看到,矿产资源的消耗将必会随着时代前进的步伐和经济快速发展的世界大潮呈快速增长。我国人口约占世界人口的21%,但石油、天然气、铁、铜、铝等矿产资源占世界总储量的比例却不足5%,已探明主要金属矿产的人均储量尚不足世界人均值的1/4。伴随着今后矿产资源需求的快速增长,国内重要矿产资源供需缺口还将继续加大。当今我国正面临着国内矿产资源严重供给不足与总体十分紧缺的格局,怎样来解决矿产资源的可靠与安全的供给,促进国民经济的可持续发展乃是地球物理工作者必须解决且刻不容缓的重要任务。
究其途径,只有在多元化地利用世界矿产资源的同时，强调立足于本土，将找矿、勘探和开发的视野和工作重点拓展到海洋和地球深部空间。基础与理论研究发现,金属矿产资源和油、气能源的形成与聚集，乃是受到地球内部物质重新分异、调整和物质与能量的交换及其深层动力过程的制约。这便明确表明矿产资源的形成与矿物元素的聚集,不会仅限于地球的浅表层,而必须究其纵深的展布和延伸，即向地壳深部“挺进”。因此,充分认识地球本体及其内部物质的运动十分重要而迫切。
向地理深部挺进
记者：向地壳深部“挺进”是一个诱人的话题，请您具体展开介绍一下。
滕吉文：我国自解放后至今是在地下0~500米深度的范围内进行金属矿产资源和煤炭的找矿勘探（我将0~500米深度定义为第一深度空间），而开采深度平均是在0~350米以内。在这样相对较浅的表层所聚集的矿藏历经人们几十年甚至几百年开采后，大多已进入“老年”或趋枯竭状态。国内需求和供给不足的巨大矛盾，导致我国不少资源对外的依存度呈日益增长之势。以2004年为例，铁矿石对外的依存度达45％左右，铜为70％，氧化铝为57％，铝精矿为44％；2008年将必会大于这一数据。我们很多矿产资源都很缺，人家就卡我们，如澳大利亚铁矿石就一直在大幅度的涨价，没有办法，涨价也得买。
正是在这样的背景下，国家提出了能源、资源紧缺和希望破解制约经济社会发展的“瓶颈”的问题。但从我们从事地球物理学研究者的角度来看，感觉这个提法的立论尚不够全面，因为上述判断的依据仅来自0~500米的地下第一深度空间内的金属及其矿产资源的勘探和开采利用；而我现在提出要向第二深度空间去找矿，即开拓地表以下500~2000米的空间（指金属矿产资源勘探），就是说要拓展和延伸到这个空间去找矿、勘探和开发。为什么提出这个问题？因为矿床的形成都源自深部物质的分异、调整和运动，浅部金属矿资源量少了，并不等于第二深度空间没有更多的矿产。
记者：“第二深度空间”的提法很有新意，您是在什么情况下提出的？到第二深度空间找矿已有成功的例子吗？
滕吉文：我在2006年就提出了到第二深度空间找矿、勘探和开发的理念，当时是作为院士建议提上去的；国家有关方面很重视（中科院专报信息第52期，国办专报信息第497期采用），《中国国土资源报》（2006.02.07 1837期）进行了专访报导，后来又在《地质通报》上发表了专论（2006，25（7）：767-777）。近年来国土资源部和地质调查局均充分认识到第二深度空间找矿、勘探的重要性。中国地质调查局于2007年9月在安徽合肥召开了全国深部找矿工作研讨会，我在会议上做了题为《地壳内部金属矿产聚集的深层动力过程与兴、蒙地域找矿勘探的战略意义》的报告。国土资源部徐绍史部长就“全国深部找矿工作研讨会”专门发表过意见（2007年9月26日）：“加强深部找矿，开辟第二找矿空间是贯彻落实《国务院关于加强地质工作的决定》的战略举措，对于加快实现找矿重大突破，切实提高资源保障能力，促进经济社会全面协调可持续发展是有十分重要的意义”。2008年1月8日，国土资源部发布了《关于促进深部找矿工作的意见》，提出要“科学规划布署深部找矿”，开展主要成矿带地下500米～2000米深部资源及重要固体矿产工业的潜力评估。
最近1~2年来，实际各地找矿勘探上已经突破了500米，深入到了第二深度空间，如大冶铁矿是清朝时期就开采的百年老矿，早些年就认为“气数已尽”。但2006年通过地球物理高精度航空磁场测量等方法发现该地域下方还有很丰富的矿产资源，深度1000多米以下发现了含有2~3千万吨的铁和铜，又如四川会择麒麟厂铅锌矿富矿体已深抵1300米以下，东北辽宁地区的红透山铜矿勘探开发深度已达到1100米以下，长江中下游铜陵冬瓜山特大型铜矿深度在1000米以下，新疆阿尔泰阿含勒铜、金、锌矿的深度可达1800米左右，再如山东增城、乳山的金矿都已深达1000米左右，等等。
这几个例子表明，第二深度空间确实可以找到更多的大型或超大型的金属矿床。其实国外也不乏其例：例如南非金矿开采深度已达到4800米，澳大利亚金属矿产已多达1000米以下，加拿大的萨伯里金属矿已达3050米等等。
地球内部力量导致岩石变形折叠
以上这些国内外的例子说明，只要在技术上可以达到或进一步有所突破的话，第二深度空间完全可能成为找矿勘探的新空间。因为从理论上讲，在地球深处的有利成矿空间一般为5～10千米，这个空间恰为地壳内部物质与能量强烈交换和其动力作用汇聚的地域，也是多金属成矿要素发生突变和耦合的转换地带，适宜于成矿元素在动力作用下的聚集与大量岩浆岩矿床和热液矿床的产出。
记者：找矿已有不少成功例子，现在最紧缺的石油和天然气是否也会在这一地下空间有所积聚？
滕吉文：我国石油和天然气所处的地下地质构造十分复杂，与中东等地比较要复杂得多。一般而言，油、气能源的蕴藏范围大致维持在地下3500米以内（油、天然气的第一深度空间为0~5000米），国际上将其视为门限。为此，对石油和天然气而言，也必须突破3500米或5000米的深度。因为在第一深度空间的油、气已经不能满足于世界和我国快速工业化和经济腾飞进程的需要。由于受到非欧佩克产油国原油供应问题，地缘政治风险加剧、恐怖袭击事件频频发生和投机、炒作，欧佩克预期减产以及中东局势等因素的制约世界油价大幅度攀升。目前，我国已成为世界上第二大石油进口国，且进口渠道相当集中，即已达到必须十分重视的地步。为此在多元化利用世界能源的同时，必须立足于本土，强化进行我国陆、海地域的更深层的油、气勘探，即到第二深度空间（5000～10000米）这样的范围内去勘查、去发现大型与超大型油、气藏。
到第二深度空间勘探和开发油、气藏这件事必须提上日程，这是由于我国大陆不仅存在着丰富的陆相沉积层，而在陆相地层下面还存在着海相的沉积层。事实上，在第二深度空间的确存在着丰富的油、气藏。塔里木盆地深钻井钻达8000多米发现有厚层的白云岩和液态烃显示；大庆——长垣在深处发现了火山岩中的丰富气藏；四川普光大气田钻井打到7000多米深度处出气了，这里正是在海相地层的礁、滩相岩性处出的气。国外如俄罗斯、乌克兰等均在第二深度空间发现了丰富的油、气藏等。这些例子表明，向地壳深处寻找油、气，确实存在着广阔的空间。由于沉积建造包括陆相和海相地层，即双相沉积层，由此当今必须突破东部以白垩纪、西部以侏罗纪为油、气的目的层，突破中生代基底，而向古生代地层和向古老变质岩结晶基底“挺进”。
有助于加深地震机理的了解
记者：现在再来谈谈地震。这次汶川特大地震发生后，有关地震能否预报的问题被一再提及。您提出要向地球深部挺进，加深对地球本体的了解，是否也有对地震机理加深了解的考虑？
滕吉文：是的。我们知道地震能量的聚集和形成并非在表面，而是在深部。特别是在震源深处，由于受力的作用，介质会发生破裂。开始时只是很小的破裂，我们称其为“微破裂”，但由于应力不断集中，而“微破裂”则会逐渐发展并形成一条“破裂链”，这条“破裂链”借助于质点的振动，并以波动的方式传播，且不断向四周辐射。当它们突破“重围”冲到地表时，即发生强烈地震。所以地震的发生是在岩石圈内“孕育”、发生和发展等深层过程的必然结果。譬如这次四川汶川发生的Ms 8.0强烈地震，就是由于在震源深处20千米附近地带的介质产生破裂，并形成一条“破裂链”，且一直传到地表造成的。
在汶川Ms8.0地震发生之前，地表地质构造并没有见到什么活动的迹象，因为地质年代是以百万年来计算的，如讲第四纪以来有断层活动，则其时间尺度为1.8个百万年。在地表进行的GPS测量物质变形的速度场，龙门山断裂带上仅为每年1～3mm的变化量，远小于其相邻地带的鲜水河断裂、安宁河——则木河——小江断裂带和龙门山北侧的松潘——甘孜地带，即表明：在龙门山地区没有发现什么活动迹象或异常变化，可是那么强烈的地震却发生了！显然，汶川Ms8.0强烈地震的“孕育”、发生和发展的浅表层过程与深层过程并不完全匹配。
由于在印度洋板块向北运移与欧亚板块两陆——陆板块碰撞、挤压作用下，喜马拉雅“东构造结”向青藏高原东北缘“楔入”，迫使深部下地壳和地幔盖层物质向东流展，由此导致四川盆地深部壳、幔“刚性”物质阻隔，不仅迫使四川盆地深部物质向龙门山下面俯冲，而且迫使高原深部物质转向东南流展和在四川盆地西北缘向上运移。同时，龙门山断裂系的三条断裂以不同角度（总体倾斜方向为西北向）向深处汇聚，且在深部20千米附近地带汇聚成了一条深部断裂带，这条断裂带才是真正的发震断层。为此在四川盆地阻隔下，其西北缘深部物质“上涌”，龙门山断裂系向下汇聚处，即在震源深度20千米及其邻近地域二者高强度碰撞，故发生了这次Ms8.0强烈地震。实际上主震后的1万多次余震的发生和发展均源自深度为20千米左右的这条龙门山深部汇聚断层及其相邻地带。由此再次证明：地震的“孕育”、发生和发展乃是由于深部物质和能量的强烈交换及其深层动力过程所造成的。
地震时，地壳分裂为马赛克移动板块
基于以上的讨论我们可以得到这样一个共识：即无论是金属矿产资源，油、气能源的形成与聚集，还是地震灾害的“孕育”、发生和发展均取决于地球内部物质在力源作用下，重新分异、调整、运动和物质与能量强烈交换及深层动力学响应。
从这一基本理念出发，我想借助这篇报道发出呼吁：今后无论对金属矿产资源、油气能源的探查，还是对地震灾害的防范、预测，都必须深化认识地球本体，强化对地球深部的介质、结构和空间环境的精细探测、研究和探索。我们清晰地知道，“上天不易，入地更难”，在研究和探索的征程上，必须从机制上、成因上去捕捉和探究真正反应本质的要素，这就是说：人们只有抚摸了地球深部物质运动的“脉搏”，才能捕捉到地下的信息，以此为资源、能源和减灾防灾服务，并造福于人类。
在对地球内部的研究和探索中，地球物理学必为中坚，在地球科学的整体进程中应起到探究事件发生与发展机理的更大的作用。正如我们中科院地球物理研究所的一位老所长、著名地球物理学家赵九章先生对地球物理学曾做过的一个“科学与艺术”并蒂的精辟概括，即“上穷碧落下黄泉，两处茫茫皆不见”。因为地球物理学就是要越过地平线，通过采集海量的地球深部信息，然后去反演和认识地球内部的“奥秘”。
世界科学发展的事实表明：只有通过扎实的基础研究，从成因和机制上去理解事物的本质，并求得规律性的认识，反过来方能指导应用和实践，才可能发挥更大的效益并建立起创新的理念和模式。如果不能在基础和基本理论上做出踏踏实实的深入工作和取得规律性的认识，要取得科学的真谛与其论点和论据，那是很难有所成效的。我在想：深化认识地球本体这个问题的提出，可能会对今后在成山、成盆、成岩、成矿和成灾研究中具有本质意义，必为地球科学发展的一条重要轨迹，且可能也是今后世界地球科学发展的必然趋势。