“向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題”——國土資源部部長姜大明近日強調,以全國科技創新大會提出的上述重要論斷為指南,我國“十三五”期間將整合地質、海洋、測繪地理信息領域科技力量,以深地、深海、深空為三大主攻方向,“決戰深部”。
打造地上地下兩個國土
“從理論上講,地球內部可利用的成礦空間分布在從地表到地下1萬米,目前世界先進水平勘探開采深度已達2500米至4000米,而我國大多小于500米,向地球深部進軍是我們必須解決的戰略科技問題。”全國科技創新大會提出的這一論斷,讓每一個人都想跺跺腳,對腳下萬米深處無限神往。
“開展地球深部探測,既是解決地學重大基礎理論問題的需要,更是國家保證能源資源安全、擴展經濟社會發展空間的重大需求。”姜大明說,地球深部蘊藏了絕大部分的資源和能源,是維系萬物生存的物質和能量基礎。如果我國固體礦產勘查深度達到2000米,探明的資源儲量可以在現有基礎上翻一番。
國際地質學界認為,19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建築的世紀,21世紀則是開發利用地下空間的世紀。“十二五”時期,我國城市地下空間建設量年均增速達到20%以上,地下空間與同期地面建築竣工面積比例從約10%增長到15%。城市地下空間開發需求動力充足。
姜大明說,我國城市地下空間開發不足,與號稱的“地上地下兩個日本”相比,開發利用水平差距很大。“十三五”期間,我國將以中心城市為重點,系統調查地下空間開發利用現狀,查明城市第四紀地質結構、工程地質結構和水文地質結構等,為制定地下空間開發利用規劃提供地學依據。建立基于城市地下空間開發利用的地質適宜性評價指標體系,開展城市地下空間開發利用地質條件適宜性評價。開展地下空間開發利用防災減災關鍵技術及風險管理研究,建立地下空間開發利用技術標準。
通過“跟跑、並跑、領跑”,爭取到2020年,全國形成至2000米礦產資源開采、3000米礦產資源勘探成套技術能力,儲備一批5000米以深資源勘查前沿技術,顯著提升6500至10000米油氣勘查技術能力,在拓展第二找礦空間和地下發展空間方面提供“中國範本”。
下潛10000米︰走向“全海深”
據估算,大洋海底多金屬結核總資源量約3萬億噸,有商業開采潛力的達750億噸;海底富鈷結殼中鈷資源量約為10億噸;太平洋深海沉積物中稀土資源量達880億噸。據預測,未來全球油氣總儲量40%將來自深海。
“十三五”期間,通過研制深遠海油氣及水合物勘探開發技術裝備,我國將推進大洋海底礦產勘探及海洋天然氣水合物試采工程,加快“透明海洋”技術體系建設。研究我國海域深水、前新生界油氣成藏規律,完善油氣成藏地質理論,研發有效勘查技術方法,發展海洋油氣地質學,促進海域深水、前新生界油氣發現。推進南海北部和南部陸坡、南黃海及東海低勘探海區的油氣資源及天然氣水合物資源調查評價。
開展海域天然氣水合物成藏原理與開采基礎研究。研發海域天然氣水合物高分辨率三維地震勘探技術、近海底高精度探測技術、保壓取心與船載檢測技術。研制大孔深鑽探及保壓取樣裝備,開展試采目標選區、試采、環境監測與綜合評價應用示範。
深海蘊藏著寶藏,但要得到這些寶藏,就必須在深海進入、深海探測、深海開發方面掌握關鍵技術。我國在深海資源探測方面取得了一定的進展,但仍面臨一系列困難“如我國深海采礦能力停滯不前。目前僅完成135米湖試和深海揚礦泵輸送系統海上試驗,而美國海洋礦物公司在上世紀70年代已完成5200米級整體采礦試驗。”中國地質調查局廣州海洋地質調查局的何高文說。
“海洋特別是深海作為戰略空間和戰略資源在國家安全和發展中的戰略地位日益凸顯,深海探測是建設海洋強國的戰略需要。”姜大明說,經過多年的發展,我國海洋探測科技創新取得了很大進步,在南海陸坡天然氣水合物(可燃冰)勘探試采方面,已與先進國家處于同一起跑線。但在一些深海領域,我們與美國、日本、俄羅斯及個別歐盟國家相比還存在差距。
實施深海探測戰略,重點是要圍繞“進入深海-認知深海-探查深海-開發深海”主線,突破制約深海探測能力的核心關鍵技術,進軍深海科學和技術制高點,力爭到2020年,攻克海域天然氣水合物試采關鍵技術和裝備,實現商業化試采,研制成功全海深(≦11000米)潛水器、1000-7000米級潛水器通用配套技術和深遠海核動力浮動平台技術。
深空視域的全國與全球
深空探測是未來國際科技競爭的主戰場之一,深空對地觀測作為其重要組成部分。世界各國都在競相發展深空對地觀測技︰歐盟主導的哥白尼計劃,是全球環境與安全監測的大型對地觀測計劃;美國對地觀測計劃綜合利用航天、航空、無人機、極地、船載、地面等多平台對地觀測手段,對全美及全球進行綜合觀測。
中國國土資源航空物探遙感中心熊盛青說,“十三五”期間,我國將開展甚高分辨率光學測繪遙感衛星、單光子激光測高衛星、0.3m分辨率干涉雷達衛星、重力梯度測量衛星等多類型衛星的指標論證、仿真驗證及其數據處理與應用關鍵技術研究。研制載荷技術和相應平台,開發星地一體化數據處理綜合技術,形成1︰2000-1︰5000航天立體測圖和精細化立體對地觀測能力,推動我國對地觀測技術邁入先進行列。
“十三五”期間,我國將大力推進《陸海觀測衛星業務發展規劃(2011-2020年)》的實施,建設國家陸海觀測衛星業務體系,提升陸海觀測綜合業務能力。到2020年將形成21顆業務衛星、6顆科研衛星對地觀測能力,整裝建成技術先進、功能互補、協同作業的國土資源衛星觀測體系,健全國土資源衛星業務應用系統,實現衛星數據的及時推送、處理和應用。
我國深空對地觀測中長期的科技創新目標是︰構建全覆蓋、全天候、全要素、全量化的國土空間觀測平台,建成面向全球任務的時間無縫、空間無縫與信息無縫的自然資源環境技術體系。至2020年深空對地觀測技術整體達到國際先進水平,至2030年建立完善的對地觀測與應用體系,形成一批國際領先技術;至2050年創新對地觀測科學技術體系,引領國際對地對空探測制高點。
“實施深空對地觀測戰略,重點是適應經濟社會發展對遙感信息技術日益增強的需求,實施對地觀測衛星重大工程,發展深空對地觀測技術,加強衛星遙感應用關鍵技術的開發和應用,將不斷提高國土資源監測監管能力,更好支撐生態國土和智慧國土建設。”姜大明說。