上天 入地 我们做到了

2020年7月23日12时41分，长征五号遥四运载火箭托举着中国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场点火升空。这一成功意味着我国的太空事业探索又迈出了新的一步。在学界流传着这么一句话，上天容易入地难，古人一直想象“上九天揽月，下五洋捉鳖”，可对于现代人来讲，上天与入地的难度根本不在一个层级上。

拥抱太空，需要克服的是地球引力。而探索地球内部，最直接的方式就是进行钻探，在这个过程中面临着的最大困难就是“三高”问题。

嗯，倒不是说，地球因为生活条件优越，也得了富贵病：高血压、高血脂、高血糖。这“三高”指的是高温、高压、高地应力。

随着越向地球内部深入，解决这个难题也愈加困难，面对“三高”这种恶劣的条件，首当其冲要考虑的就是“工具”——用来钻探的工具，无论是机械配件还是电子元件能不能承受这种环境。假如过了这道难关，还会面临新的难题——如何加固井身。在“三高”的威压下，井身岩石容易破碎，随之而来的垮塌、卡钻等事故有可能给钻探带来致命的打击。除此之外，还有一项就是常人想不到的，如何将这口井打直是一个很大的难题，地下的岩石状况复杂多变，并不是一块质地均匀的块体，地层的复杂多变代表着钻头各部分受力可能有变化，说不准就向着那个方向偏斜过去；再加上在“三高”状态下，钻头、钻杆等的刚性都会变弱，使得这种偏斜的情况更容易发生。深井钻探，要求井斜度不能超过18度，但是在几千米深度的地方，没有办法及时有效得到打偏的反馈，对这打井手艺的挑战难度也着实是顶级了。

深井钻探不仅仅是探知地下深层的地层结构及物质组成，还可以依托深井的条件建立低干扰、高感度、高精度的理想观测站，减少甚至避免地面的噪音及环境干扰。目前世界上的井下观测站一般是百米级别深度起始，一直发展到数千米级别深度的深井观测。深井观测可以使地学研究直接深入到地球内部，可以取得来自地球内部的真实信息。深井观测资料具有地面观测无法达到的高精度与高分辨率，有力地推动了基础与应用地球科学的发展。

公众少有关注，在江苏省连云港市东海县一直开展着一项注定会在人类科学史上留下浓墨重彩的一笔的伟大工程：江苏东海中国大陆科学钻探深井长期工作站，这个工作站的建设，为我国首次开展深井长期观测提供了最好的机遇。

深井观测技术，它更为学术化的名字应该叫做深井综合地球物理观测技术，是指在终孔深度位于地下4500m-6000m的钻井内开展地震、地磁、应变及温度等观测。这项技术就是帮助人类长期、连续、准确地捕获来自地壳深部的微弱构造变动信息。

这口超深井位于华北地块与扬子地块交界苏鲁造山带的超高压变质带，郯庐断裂带以东约 30 千米的地方，是中国首次开展的，也是目前世界上最深的深井地球物理长期观测站。

郯庐断裂带是我国东部规模最大的活动构造，历史上曾发生过的 1668 年郯城 8.5 级大地震，是中国东部有史以来震级最大、受灾最重的地震之一。目前虽然该断裂带上的地震活动相对平静，然而对其长期进行高精度监测无疑是必要的。利用东海深井观测资料对郯庐断裂带发生的地震，特别是微小地震进行监控，根据地震活动空间及其动态发展状况圈定未来震源区并探索对地震的发震时间进行预测。

把困难当作挑战，把不易作为机遇，上天也好，入地也好，都将更好地为达到人类美好生活的目标服务，深井综合地球物理观测技术也将为防灾减灾提供监测保障。

参考文献：

中国大陆科学钻探 5000 米深井地球物理长期观测最新进展 徐纪人、高锦曦、赵志新、皮金云、曾祥芝、周云好、傅德荣、曲 明

深井地震、地球物理长期观测与研究 徐纪人、赵志新、许志琴、石井紘