2025 年 4 月 22 日，國家卓越工程師、中國自然資源航空物探遙感中心首席科學(xué)家熊盛青在 2025 科普中國說“多維地球 寰宇共生”世界地球日主題場帶來演講《航空物探遙感帶你“透視”地球》，講述我國在該領(lǐng)域從技術(shù)引進到自主創(chuàng)新的發(fā)展歷程，展現(xiàn)航空物探遙感在找礦勘探、地球結(jié)構(gòu)研究、珠峰測高等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。
以下是熊盛青的演講節(jié)選：
地球是人類賴以生存的家園。在人類歷史發(fā)展進程中，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)，認識地球、開發(fā)地球、保護地球都是永恒不變的主題。
“向地球深部進軍”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 12289 米，不足地球平均半徑的千分之二，而肉眼觀測范圍更是有限。
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。今天我們就來介紹下兩種快速探測地球的物理方法——航空物探與遙感技術(shù)。
圖片來源于熊盛青演講PPT
航空物探：給地球做“CT”
什么是航空物探遙感？我們先從大家比較熟悉的遙感技術(shù)說起。
遙感，就是把專業(yè)相機裝載在衛(wèi)星或飛機上，給地球“拍照”，通過對地球進行系統(tǒng)的觀測和監(jiān)測，構(gòu)建數(shù)字地球。
如今，數(shù)以千計的遙感衛(wèi)星像“天眼”一樣，時刻看護著我們的地球。它們在支撐服務(wù)自然資源管理、生態(tài)環(huán)境保護、自然災(zāi)害預(yù)警監(jiān)測等方面發(fā)揮著重要作用。
圖片來源于熊盛青演講PPT
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。
下面展示的是一幅覆蓋全國的航磁圖。這是我國首次陸海統(tǒng)編、種類最多、精度最高的大區(qū)域航磁系列圖之一，是我國航空物探領(lǐng)域 70 多年調(diào)查和研究成果的集成。
圖上的色彩分布揭示了地球內(nèi)部磁性特征與復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造，紅色區(qū)域代表磁場比較強，越往藍色演變，說明磁場越弱。
這些磁場線條的繪制，都是航空物探的功勞。
簡單來說，航空物探是利用飛機搭載物理探測儀器，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。科研人員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”。
七十多年來，我國依據(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，比如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……
我們還通過航空物探解譯出了地球內(nèi)部的巖漿巖、斷裂構(gòu)造、火山機構(gòu)等地質(zhì)密碼，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。
圖片來源于熊盛青演講PPT
技術(shù)封鎖下的突圍
我國航空物探技術(shù)從上世紀五十年代初開始起步，至今經(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)引進的，解決了“有”和“無”的問題。第二代技術(shù)則是國外引進和自主研發(fā)相結(jié)合，在航磁探測儀器和定位技術(shù)上相繼取得突破，進入高精度測量階段。前兩代技術(shù)支撐發(fā)現(xiàn)了一大批國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活的急需礦產(chǎn)資源。
但與國際相比，我國的整體技術(shù)還比較落后，一直到上個世紀八九十年代，主要的儀器裝備還要依靠進口。那時候，我們投入巨資、費盡周折才引進的設(shè)備，在國外卻不是最先進的，甚至是即將淘汰的。
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，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，儀器設(shè)備只能遠觀，不能靠近。這種技術(shù)上被人設(shè)防的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，因為這是買不來、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，我們就堅定了信念：航空物探領(lǐng)域的科技自立自強，我們必須有！
2006 年，航空地球物理勘查技術(shù)被列入國家優(yōu)先支持發(fā)展的重點高科技領(lǐng)域，國內(nèi) 25 家單位、51 個團隊、近 500 名科研人員，開啟了自主研制的“大會戰(zhàn)”和“攻堅戰(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。
以航空重力儀為例，我國自主研制的儀器精度達 0.6 毫伽。毫伽是個什么概念？地球的平均重力加速度約為 9.8m/s2，1 毫伽僅為平均重力加速度的百萬分之一。我們的航空重力儀精度甚至優(yōu)于西方禁運指標 0.1 毫伽。
這微小的 0.1 毫伽背后，是科研人員無數(shù)個不眠之夜的心血。我國也由此成為繼美、加、俄之后，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，在 2020 年珠峰測高中發(fā)揮了重要作用。
活動現(xiàn)場圖
如今，我國已經(jīng)實現(xiàn)了技術(shù)裝備的國產(chǎn)化，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，整體達到了國際一流水平。
未來，我國將進一步發(fā)展和完善“星—空—地—海—井”地球觀測、探測、監(jiān)測技術(shù)體系，發(fā)展以無人機集群化、超高分辨率和智能化為特色的第四代航空物探技術(shù)，打通產(chǎn)業(yè)化的最后一公里，在找礦主戰(zhàn)場上接受實戰(zhàn)檢驗。
策劃制作
演講人丨熊盛青 國家卓越工程師、中國自然資源航空物探遙感中心首席科學(xué)家
責(zé)編丨楊雅萍
審校丨徐來 林林
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