近百年来，科学家们通过不断解读地球深部岩石中记录的地球历史档案和解译来自地球深部的地球物理图像，在圈层结构划分、板块运动及其作用、深地生命等领域取得突破性发现。
随着科学技术的不断进步，人类凭借探测、钻探、观测、模拟实验等一系列科学手段，逐步揭开地球深部的神秘面纱。图为2024年4月21日，游客在南京地质博物馆内的地球内部构造模型前参观。 人民图片 刘建华/摄
地球圈层结构的划分。地球由外部圈层和内部圈层构成。外部圈层包括水圈、生物圈和大气圈；内部圈层由地壳、地幔和地核组成。地壳是地球固体圈层的最外层，由岩石组成，是岩石圈的重要组成部分。地幔分为上地幔和下地幔，上地幔的顶部和地壳组成了岩石圈，岩石圈之下为软流圈。这种圈层构造使得地球的板块能够在软流圈上漂浮并移动。地核是地球的“心脏”，是地磁场的发源地，也是驱动地球运行的引擎。地核分为液态的外核和固态的内核，外核的流动使地球产生地磁场。这个地磁场能够有效屏蔽太阳风和宇宙射线，对地球生物起到重要保护作用。地球圈层结构的发现促进了地质学和地球物理学的深入发展，使人们能够更准确地理解地球内部的物理状态和化学组成，有助于科学家更好地预测和解释自然灾害。
板块运动及其作用。板块构造理论是20世纪自然科学重要成就之一。这一理论认为，地球表面的岩石圈并不是“铁板一块”，而是由多个板块组成，这些板块在软流圈之上漂移，导致地壳的俯冲和新生。板块运动会自地壳而下影响核幔边界，核幔圈层通过热柱的上升也会影响地壳。热柱上升形成地幔柱构造，表现为地表大规模的火山活动。
地球的板块运动还起着“地质空调”的作用，这也是地球能够产生生命的重要原因之一。大气圈如同一层被子盖到地球上，来保持地球的“体温”。但是只有被子是不行的，起到关键作用的是大气里的二氧化碳浓度。当二氧化碳浓度过高时，地表温度也会升高；若二氧化碳浓度降低，地表温度也将随之下降。大气圈和水圈的二氧化碳会变成沉积物沉积到海底，之后变成岩石，这是“回收”大气中二氧化碳的过程。这些岩石通过板块运动俯冲到地下，然后通过火山作用回到大气圈里，这是“支出”。一收一支，保持了大气圈这层被子的二氧化碳浓度，使地球保持适宜的温度。
深地生物的探索发现。20世纪70年代，人类通过对深海海底的观测发现，在幽深莫测、达数千米之深的海底，存在着不依赖光合作用维持生命的奇特生物群。其中不仅有各种植物，还有螺类、螃蟹、虾等丰富多样的动物。在固体地下几十米、几百米甚至几千米的环境中，存在着一个以微生物为主的深部地下生物圈，据估算，其生物总量可达到地球表面生物量的十分之一。然而，对于这个深藏于地下的生物圈，人类的了解程度还极为有限。按照地球的地温梯度，以每向下100米增温约3摄氏度计算，3000米深处的温度已逼近100摄氏度，处于这样的高温加上高压与缺氧环境中的地下微生物圈，近似地球早期生命形态的缩影。通过研究它们，我们仿佛能穿越时空，间接探索地球生命起源的秘密。
更多内容详见：中国科学院院士、中国地质大学（北京）教授王成善文章《深地探索为什么重要》
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