2025 年 4 月 22 日，國(guó)家卓越工程師、中國(guó)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(guó)說(shuō)“多維地球 寰宇共生”世界地球日主題場(chǎng)帶來(lái)演講《航空物探遙感帶你“透視”地球》，講述我國(guó)在該領(lǐng)域從技術(shù)引進(jìn)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(cè)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(jìn)程中，從未停止過(guò)對(duì)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(shí)代到大數(shù)據(jù)人工智能的迅速爆發(fā)，認(rèn)識(shí)地球、開(kāi)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(shí)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(guò) 12289 米，不足地球平均半徑的千分之二，而肉眼觀測(cè)范圍更是有限。用高科技手段是探測(cè)地球、發(fā)展地球系統(tǒng)科學(xué)的必由之路。今天我們就來(lái)介紹下兩種快速探測(cè)地球的物理方法——航空物探與遙感技術(shù)。

圖片來(lái)源于熊盛青演講PPT

PART1 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(shuō)起。

遙感，就是把專業(yè)相機(jī)裝載在衛(wèi)星或飛機(jī)上，給地球“拍照”，通過(guò)對(duì)地球進(jìn)行系統(tǒng)的觀測(cè)和監(jiān)測(cè)，構(gòu)建數(shù)字地球。

如今，數(shù)以千計(jì)的遙感衛(wèi)星像“天眼”一樣，時(shí)刻看護(hù)著我們的地球。它們?cè)谥畏?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(cè)等方面發(fā)揮著重要作用。

圖片來(lái)源于熊盛青演講PPT

遙感的特長(zhǎng)是觀測(cè)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(guó)的航磁圖。這是我國(guó)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(guó)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(chǎng)比較強(qiáng)，越往藍(lán)色演變，說(shuō)明磁場(chǎng)越弱。

圖片來(lái)源于熊盛青演講PPT

這些磁場(chǎng)線條的繪制，都是航空物探的功勞。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，航空物探是利用飛機(jī)搭載物理探測(cè)儀器，通過(guò)飛行，像耕地一樣，畫出一條又一條的飛行測(cè)線，獲取工作區(qū)域的磁力、重力、電磁和放射性等信號(hào)，專業(yè)上叫作地球物理場(chǎng)信息?？蒲腥藛T通過(guò)對(duì)地球物理場(chǎng)信號(hào)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”。

圖片來(lái)源于熊盛青演講PPT

七十多年來(lái)，我國(guó)依據(jù)航空物探異常發(fā)現(xiàn)的礦床數(shù)以千計(jì)，我們可以驕傲地說(shuō)，全國(guó)約 90% 的鐵礦都是通過(guò)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(yáng)川地區(qū)鈾礦……

我們還通過(guò)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(jī)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。

PART2 技術(shù)封鎖下的突圍

我國(guó)航空物探技術(shù)從上世紀(jì)五十年代初開(kāi)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(jìn)的，解決了“有”和“無(wú)”的問(wèn)題。第二代技術(shù)則是國(guó)外引進(jìn)和自主研發(fā)相結(jié)合，在航磁探測(cè)儀器和定位技術(shù)上相繼取得突破，進(jìn)入高精度測(cè)量階段。前兩代技術(shù)支撐發(fā)現(xiàn)了一大批國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活的急需礦產(chǎn)資源。

但與國(guó)際相比，我國(guó)的整體技術(shù)還比較落后，一直到上個(gè)世紀(jì)八九十年代，主要的儀器裝備還要依靠進(jìn)口。那時(shí)候，我們投入巨資、費(fèi)盡周折才引進(jìn)的設(shè)備，在國(guó)外卻不是最先進(jìn)的，甚至是即將淘汰的。

西方國(guó)家長(zhǎng)期對(duì)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(guó)考察訪問(wèn)時(shí)，儀器設(shè)備只能遠(yuǎn)觀，不能靠近。這種技術(shù)上被人設(shè)防的感覺(jué)像一塊越來(lái)越大的石頭，壓在每一位航空物探人的心里。

我們深深體會(huì)到，核心技術(shù)受制于人是最大的隱患，因?yàn)檫@是買不來(lái)、要不來(lái)、討不來(lái)的。要沖破壟斷，沒(méi)有捷徑可走，必須靠自己來(lái)攻克。從那時(shí)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！

2006 年，航空地球物理勘查技術(shù)被列入國(guó)家優(yōu)先支持發(fā)展的重點(diǎn)高科技領(lǐng)域，國(guó)內(nèi) 25 家單位、51 個(gè)團(tuán)隊(duì)、近 500 名科研人員，開(kāi)啟了自主研制的“大會(huì)戰(zhàn)”和“攻堅(jiān)戰(zhàn)”。從“追趕 50 年差距”到“國(guó)產(chǎn)裝備國(guó)際一流”，我們僅用不到 20 年。

以航空重力儀為例，我國(guó)自主研制的儀器精度達(dá) 0.6 毫伽。毫伽是個(gè)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(wàn)分之一。我們的航空重力儀精度甚至優(yōu)于西方禁運(yùn)指標(biāo) 0.1 毫伽。

這微小的 0.1 毫伽背后，是科研人員無(wú)數(shù)個(gè)不眠之夜的心血。我國(guó)也由此成為繼美、加、俄之后，第四個(gè)掌握航空重力核心技術(shù)的國(guó)家，有了它，我國(guó)又新增了一種探測(cè)地球和找礦的重要手段，在 2020 年珠峰測(cè)高中發(fā)揮了重要作用。

活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)圖

如今，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了技術(shù)裝備的國(guó)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(dá)到了國(guó)際一流水平。

未來(lái)，我國(guó)將進(jìn)一步發(fā)展和完善“星—空—地—?！钡厍蛴^測(cè)、探測(cè)、監(jiān)測(cè)技術(shù)體系，發(fā)展以無(wú)人機(jī)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(chǎng)上接受實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn)。