给地球做“CT”：地球物理方法

当我们身体的某个部位不舒服，医生又无法直接观察时，往往会通过做CT或者B超检查来判断病情。CT检查就是用X射线扫描人体的某个部位，进而了解人体内部的器官是否有病变。

和人体一样，地球也是一个我们无法通过肉眼看透的物体，如果我们能发明一种仪器，能像给人检查身体的CT仪器那样，简单一照，就能把地球看个透，看看地球内部哪里有矿产资源，不用再翻山越岭、一寸一寸地勘探，那该多好啊！

那有没有可以给地球做“CT”的办法呢？

类似医学CT技术的原理与思路，地质学家建立了一系列地球物理探测方法。地球物理探测方法，顾名思义，就是利用物理学的原理来研究地球，通过利用地球内部结构的不同物理属性来研究其内部构造，使用仪器设备给地球做“CT”，让地球变得“透明”。

地球物理探测方法是指针对地球内部在密度、磁性、地震波传播速度及导电性等方面的差异，分别对应重力勘探、磁法勘探、地震勘探及电法勘探等常用的地球物理探测方法。(https://www.daowen.com)

这些物理属性是怎么跟地球深部结构对应起来的呢？为什么借助它们就能实现给地球做“CT ”呢？

联系地球深部地质结构与物理属性的纽带是岩石物理性质。我们知道，地球是由各种各样的岩石以及包含在岩石中的流体组成的。每一种岩石，包括每种岩石在特定的温度、压力条件下都有其对应的物理属性参数，就像水在常温下是流动的液体，但在0 ℃以下就会变成固态的冰块一样，这些物理属性参数就是地球物理方法用于区分不同物质的基础。当然，这些物理属性并不是一一对应的，同样的物理属性可能代表不同的岩石以及不同状态下的不同岩石，这就是地球物理探测多解性的根源，因此需要结合多种地球物理探测方法进行判断，多数时候还需结合地质以及地球化学资料来进行判断。

下面我们主要介绍地球物理方法中常被用到的地震勘探技术。地震从哪儿来呢？地质学家会利用炸药爆破或用其他可控震源（如可控震源车）等人工方法引起地壳震动，地壳震动引起的地震波在地下不同岩层传播时会发生反射、折射和透射，这些信号回到地面后被地震检波器收集，并被传送到移动实验室的分析仪器中。仪器在接收到这些带有地球内部信息的信号，并经过复杂的科学处理以后，就会生成地球内部图像。透过这些图像，地质学家可以清晰地看到地球深部的多种特征。当然，这些人工制造的地震波是不会对建筑、环境造成影响的。

给地球做“CT”对提高地质学的科学理论水平、寻找矿产资源和预测预报地质灾害等具有重大意义，特别是矿产资源的勘探开发对一个国家至关重要。

我国早期勘探矿产资源的方法和设备要依靠进口，受制于人。为解决深地探测问题，一代又一代的中国地质学家不畏艰难，勇攀科技高峰，提出了一系列地球勘探的新理论、新技术。其中，何继善院士提出的“广域电磁法”能探测埋于地下8 000米深的矿产资源。