澳大利亞的巨大挑戰與地球科學的作用＊

（中國科學院蘭州文獻情報中心 趙紀東 編譯；中國地震局地球物理研究所 王輝 校）

（編譯者電子信箱，趙紀東：zhaojd＠llas.ac.cn）

本文是澳大利亞地球科學局（Geoscience Australia，GA）首席執行官Pigram 博士在2014年澳大利亞地球科學會議（2014 Australian Earth Sciences Convention）主題演講的綜述。

引言

澳大利亞獨特的地質和地理特征使其成為了一個土地非常遼闊，但人口稀少的國家。為了幫助國家應對當前和未來的挑戰，澳大利亞地球科學局重點聚焦6 大主要挑戰，并將其作為工作驅動力。本文結合實例，介紹澳大利亞地球科學局如何幫助應對這6大挑戰。

1 建設資源財富

1.1 礦產資源

澳大利亞因擁有世界級的礦床而聞名，但在過去10 年，澳大利亞發現的大型礦床數量有所減少。這使得普遍認為澳大利亞在礦產資源勘查和發現方面已經‘成熟’。

澳大利亞許多礦產資源潛在區的巖石均被年輕沉積物覆蓋著，因此，上述看法也在一定程度上受到了影響。目前，澳大利亞大部分已發現礦床主要分布在巖石露頭或淺覆蓋區。但是許多世界級的成礦區在外來沉積物下還有相當大范圍的延伸。而這些被淺層沉積物掩蓋的地區蘊藏著新的勘查機遇。

澳大利亞地球科學局一直支持礦產勘查工作，目前，其重點是開發新技術和新方法，以期能透過這些覆蓋物質，進而評估礦產潛力。當前，該項工作主要通過澳大利亞科學院（Australian Academy of Science）的UNCOVER 計劃實施，旨在推動與沉積物下方礦產勘查有關的地學知識和技術的進步。

在此背景下，澳大利亞地球科學局目前正在與維多利亞地質調查局（Geological Survey of Victoria）和深部勘探技術合作研究中心（Deep Exploration Technologies Cooperative Research Centre，DETCRC）合作，在維多利亞州西部的Stavely地區進行地層鉆探工程。該項目旨在通過對地下地質的更好理解來降低勘探風險，以增加這一未充分開發地區的投資吸引力。

1.2 油氣資源

關于澳大利亞的常規和非常規油氣資源，澳大利亞地球科學局有3大戰略，旨在揭示澳大利亞的油氣潛力。這項工作涉及近海盆地的盆地分析、區域研究以及對陸上盆地油氣系統的針對性研究。作為這項工作的一部分，澳大利亞地球科學局正在努力對與每個澳大利亞邊遠盆地的石油勘探前景有關的所有現存地球科學數據和信息進行綜合分析。

澳大利亞地球科學局希望重復最近的成功——成功地推動了Bight盆地的油氣勘探工作。在21世紀初的一段時間里，對Bight盆地不成功的勘探導致許多公司認為進一步勘探存在太大風險。然而，澳大利亞地球科學局卻在該盆地上看到了繼續的潛力。在2007年，由澳大利亞地球科學局進行了一次海洋調查，通過地震分析和地質模型來預測海底可能存在烴源巖的露頭位置。

該調查成功采集到易生油巖樣品。隨后進行的油氣系統模擬證實了開發油氣的適當條件。這些發現總共花費了660萬美元，促使許多公司目前正在Bight盆地進行勘探工作。現在，已提交的勘探計劃超過10 億美元，計劃鉆9口井。

2 保證水資源安全

澳大利亞地球科學局的另一項工作是發展新的和創新性的地球科學知識，以優化和持續利用澳大利亞的地下水資源。作為Broken Hill（澳大利亞新南威爾士州內陸地區西端的一座采礦城市及地方政府區域，也是世界最大的綜合礦業公司必和必拓的發祥地）含水層補給項目的一部分，澳大利亞地球科學局近期開展的工作旨在確定和評估目前的地下水資源，并確定Broken Hill地區含水層補給的可能措施。

該地區的歷史資料稀少。收集的新數據，包括航空電磁（AEM）、激光雷達（LIDAR）數字高程模型、以及鉆孔數據，將使人們進一步了解水文地質、地下水含鹽量的變化、新構造斷層在地質學中的意義及其對地下水資源的潛在影響。需特別指出的是，航空電磁數據揭示出的斷層偏移情況能夠反映含水層之間的連通性，這對洪水期間的含水層補給以及含水層的水資源綜合管理具有重要意義。

3 提供基礎地理信息

澳大利亞地球科學局擁有的地理空間能力能夠支持澳大利亞的定位和認知需求，包括通過大地測量、全球衛星導航系統（GNSS）以及地震臺網監測大陸結構的實時變化，這些工作對于獲得更為準確的定位而言不可或缺。

因為澳大利亞是能看到所有新興衛星導航系統的少數幾個國家之一，所以其作為GNSS的熱點具有地理優勢。隨著新一代全球衛星導航系統的發展，通過精心設計的地面基礎設施，到2020年，使用小型設備在澳大利亞的任何地方很可能會實現2cm 的準確定位。這項工作對于相關應用十分關鍵，如GPS導航、工業自動化、精細耕作、地面沉降與天氣預報，甚至在不久的將來將支持汽車的自動駕駛等。

4 維護地學知識與能力

高性能計算的最新進展使人們能夠對地球系統進行更為久遠的研究。這些進展與對地球觀測衛星獲得的海量的、不斷增長的數據集的管理、分配和解釋密切相關。澳大利亞地球科學數據立方體項目（Australian Geoscience Data Cube project）就是一個很好的例證，它將使人們能夠更好地訪問澳大利亞地球科學局擁有的全澳Landsat衛星影像檔案。現在，這些大規模的檔案正保存在澳大利亞國立大學（Australian National University）的超級計算機（澳大利亞的國家計算基礎設施）中，這為對過去25年Landsat衛星所進行的每項觀測的系統分析提供了一個處理平臺。

澳大利亞地球科學數據立方體的潛在應用包括：快速分析澳大利亞地形的時序變化；提供建立穩固的環境基線的機制；監測地貌隨時間的變化（如水的存在與否、土地利用變化、洪水或火災后的植被恢復情況）。

5 管理海洋權益

澳大利亞的海域面積占全球4%，是其陸地面積的1.8倍，因此，管理澳大利亞的海洋權益是一個巨大挑戰。澳大利亞地球科學局的任務是提供地球科學基礎資料，以支持對這一龐大轄區的管理。地球科學基礎資料有可能提供一個支撐性的基礎數據集，進而推動海洋資產環境基線的建立。

對于當前澳大利亞廣闊海洋的持續管理而言，開啟一個新的國家測繪計劃是關鍵的。新的測深調查將用較高分辨率的數據替換當前粗略的區域測深數據集，同時也將收集新類型的數據，如可用于識別海底特征的反向散射數據。澳大利亞地球科學局要發揮的作用是處理和解釋測深數據，使其與其他地球科學信息結合起來，進而支持恰當的規劃，以應對資源和環境問題，包括資源和漁業開發，以及海洋生物多樣性的保護。

6 確保社區安全

為確保社區安全的總體目標，澳大利亞地球科學局還致力于加強相關能力，以控制自然災害的影響。這項工作提供了幫助減輕和應對自然災害（地震、森林大火、洪水、強風、火山爆發）的相關知識。

未來，澳大利亞地球科學局將繼續更新其地震災害模型，以便建立更好的建筑標準，并加強應急管理。同時，也將與澳大利亞的其他政府機構以及亞太地區的其他國家如印度尼西亞、巴布亞新幾內亞和菲律賓等分享自然災害的建模能力。

7 結論

地球科學在幫助澳大利亞應對當前和未來的主要經濟、社會和環境挑戰中扮演著關鍵角色。在此情形下，地球科學家認識到這一需求是至關重要的，即獲得高質量的數據集及其附加值產出，并提供正確的基于證據的科學和建議。而且我們必須顯示在發展創新方法上的領導力，通過使用和重新使用數據與技術，以幫助應對新的挑戰。

文獻來源：Pigram C.Australia’s big challenges－the role of geoscience.（2014－07－08）［2014－10－08］.http：∥www.ga.gov.au/news－events/news/latest－news/australias－big－challenges－the－role－of－geoscience