空だけでなく、大地にも！地球の奥深くからの期待について、あなたはどれくらい知っていますか?

天に昇り、海に入り、大地に入ることは、人類の自然探検における3つの偉大な偉業です。今日、深宇宙、深海、深地球は、全人類が精力的に推進する主要な科学的テーマとなり、誰もが知る名前となり、街頭での議論の話題にもなっています。特に深宇宙。火星探査計画の発表や「神舟」シリーズの宇宙船の連続打ち上げ成功により、さまざまな情報や写真があふれかえり、90歳のお年寄りから3歳の子どもまで、誰もが深宇宙を興味のある話題として喜んで語っている。深海分野も取り残されるつもりはない。蛟龍号にせよ、汾斗号にせよ、中国が水深1万メートルまでの有人潜水に成功したことは、中国の海洋進出の道に世界中から熱い視線を集めている。唯一無視できるのは、地球の深部です。おそらくその複雑さのせいで、それについて尋ねられても、ほとんどの人は漠然とした理解しか持ちません。

地球認識の観点から見ると、地表より下にあるものはすべて深層地球と呼ぶことができますが、深層地球の意味は分野によって異なります。人間の居住空間の観点からは、地表から 500 メートル下が地球深部とみなされます。固体鉱物資源の観点からは、地表下1000～5000メートルが深層地球とみなされます。石油やガスの採掘に関して言えば、地球深部は地表から約 8,000 メートルから 10,000 メートル下にあります。地球物理学で論じられる地球深部は、地表下5000メートルから地球の中心まで、より広い範囲をカバーします。資源とエネルギーの大部分は地球の奥深くに埋もれており、地球は万物の生存の物質的・エネルギー的基盤となっています。地球深部探査ミッションは、地球深部探査とも呼ばれます。科学者たちは8つの主要な研究方向をまとめました。ここで、そのうちの 3 つを皆さんにご紹介したいと思います。1 つは人間の生活空間の拡大です。 2つ目は固体鉱物の開発と利用です。 3つ目は石油と天然ガスの探査と開発です。

人間の居住空間の拡大

地下空間の開発・活用は、世界中で研究が進められている世界最先端のテーマです。現在、世界の地下空間の利用率は約30％ですが、我が国ではわずか17％です。地下空間の活用の可能性は大きいことがわかりますが、まだまだ道のりは長いです。科学者たちは、世界の人口は2150年までに150億人に達し、既存の耕作可能な土地は供給限界に達すると予測しています。その時、地球上の人々には、地球外の惑星に行くか、地球内部の地下空間に行くかという2つの選択肢があるでしょう。地下空間自体が最も安全で信頼できる場所です。都市の総面積は地上面積だけではありません。都市の総利用空間は、地上面積に開発深度の 40% を乗じて算出されます。 1991年に国際都市地下空間学術会議で採択された東京宣言では、「21世紀は人類による地下空間の開発と利用の世紀である」と強調され、世界人口の3分の1が地下空間を開発、利用し、そこで生活すると予測されていました。

科学者たちは、将来、人間の活動にアクセスできる地下空間は、地下0メートルから50メートルまでは地下鉄、パイプラインシステム、避難施設など5つのレベルに分かれると予測している。地下50～100メートルには地下住居都市があります。地下100～500メートルには、地下農業、地下医療、地下生態系、戦略的資源の埋蔵地があります。地下500～2000メートルは地下エネルギー循環地帯、地下揚水発電所、圧縮空気発電所、地中熱エネルギーなどの貯蔵・利用地です。地下2000メートル以上には深地層科学実験室と深地層固体資源液化採掘場があります。人類の地球深部居住空間の積極的な開発は、科学的、総合的、生態学的、そして徹底的なものでなければなりません。配置を統一し、地上と地下の融合を科学的かつ合理的に計画し、生態学的な地下都市を建設する必要があります。地下空間の特殊探知・利用（500～2000メートル）を実施し、地下空間の探知・評価技術を開発し、探知・評価・監視の総合的な技術方法体系、基準、安全管理システムを確立し、実証プロジェクトを通じて地下空間の開発・利用を主導・育成することが新たな経済成長のポイントとなる。地下深くでの生活はもはやSFではなく、将来的には人間の生活の一部となるでしょう。

深部鉱物資源探査

浅い地表で採掘可能な資源が徐々に減少し枯渇するにつれて、世界中の多くの国にとって深部資源への進出は避けられない戦略となっている。地球深部資源の開発と利用は、我が国の資源安全保障にとって重要な部分です。地球深部探査の実施は、地質学における主要な基礎理論的問題を解決するために必要であるだけでなく、エネルギーと資源の安全を確保し、経済と社会の発展のためのスペースを拡大するためにも、国にとって大きな必要性です。理論的には、地球内部の利用可能な鉱化空間は、地表から地下 10,000 メートルまで分布しています。現在、世界の先進的な探査採掘深度は2,500〜4,000メートルに達していますが、我が国ではそのほとんどが500メートル未満の深度です。地球深部への進出は、私たちが解決しなければならない戦略的な科学技術課題です。

最近の科学的研究によると、地球の固体鉱物資源は4万メートル以上の深さに埋まっている可能性があるそうです。我が国の確認済み主要固体資源の約70％は2,000メートルより深いところにあり、鉄鉱石、銅鉱石、ボーキサイトなどの金属鉱物資源の70％も2,000メートルより深いところに埋蔵されています。一部の学者は、我が国の固体鉱物の探査深度が2,000メートルに達すると、証明済み資源埋蔵量は現在の2倍になると考えています。今後、多くの鉱山が深層採掘段階に入り、深層採掘の問題は避けられなくなります。現在、我が国における人力井戸採掘の深さは主に500メートルから1,000メートルの間です。地球深部探査戦略を実行するには、戦略的な科学技術の位置付けを強調する必要があります。世界の科学技術の最前線を注視し、国内外の地球深部探査の研究成果と動向を総合的に整理する必要がある。基礎理論研究を強化し、多くの高水準の理論的革新成果を生み出す必要があります。先進技術と設備の研究開発を強化し、深部探査能力を向上させ、第二鉱物探査空間と地下開発空間を効果的に拡大し、人類が地球を理解し活用するための「中国モデル」を提供しなければなりません。

深部石油・ガス探査と生産

我が国の深層および超深層の石油・ガス資源は石油換算で671億トンに達し、国全体の石油・ガス資源の34％を占めています。私の国では、深層および超深層が主要な石油・ガス発見の主戦場となっています。深層石油・ガス探査・生産のための主要技術には、（1）深層石油・ガス資源の評価と開発（深層シェールオイル・シェールガス資源の可能性、濃縮エリアの評価と開発を含む）が含まれる。 （２）超深部石油・ガス田の集積状況、資源ポテンシャル及び優良地域評価（３）大規模石油・ガス盆地の基盤構造の検出、盆地の発達と石油・ガスの濃縮に対する制御（４）１万メートル掘削のための主要技術

近年、世界の新たな石油・ガス埋蔵量の 60% は深層地層から産出されており、探査の可能性は非常に大きいです。タリム盆地を例にとると、水深6,000～10,000メートルに埋蔵されている石油と天然ガスの資源量だけで、それぞれ全体の83.2％と63.9％を占め、超深層石油・天然ガス資源の総量は世界全体の19％を占めています。タリム盆地の順北油ガス田では、垂直深度8,000メートルを超える油井とガス井が41本掘削され、40億トンの油ガス田が確認されている。石油貯留層は、超深度、高温、高圧を特徴としています。貯留層の平均埋設深度は7,300メートルを超え、方向性井戸の最大深度は9,300メートルに達し、アジアで最も深い記録を更新しました。この地域は、商業的に開発されている陸上の石油・ガス田の中で、世界で最も深い場所の 1 つです。この世界で最も深い油田とガス田の探査と開発の成功は、我が国の地球深部鉱物資源の探査にとって大きな指針となる意義を持っています。

四川盆地深層天然ガスプロジェクトには、深海炭酸塩従来型天然ガスと深層シェールガスの 2 つの地域が含まれます。深海炭酸塩岩中の従来型天然ガスには、主に普光ガス田、元巴ガス田、西四川ガス田が含まれます。現在、普光ガス田には深さ6,000メートル以上の井戸が40本あり、元巴ガス田には深さ7,000メートル以上の井戸が57本、西四川ガス田には深さ6,000メートル以上の井戸が18本ある。四川盆地には6.3兆立方メートルの深層シェールガス資源があり、将来のシェールガスの埋蔵量と生産量の増加にとって重要な地域となっている。この地域で商業開発されているシェールガスの埋蔵深度は、我が国だけでなく世界でも最も深い。

石油・ガス盆地資源の開発と利用に関する限り、中国東部と西部の深層基準はまったく同じではありません。例えば、2011年に渤海湾盆地で掘削された新岡1号井は深さ6,716メートル、2014年に松遼盆地で掘削された松科2号井は深さ7,018メートル、2018年にオルドス盆地で掘削された理観1号井は深さ6,535メートルである。これらの深井戸および超深井戸は、その位置する盆地における石油およびガス資源の探査と開発のための豊富な直接データを提供します。 2022年10月19日の最新ニュースによると、海南島南東部の海域にある瓊東南盆地で新たな大きな探査の進展があったとのことです。我が国初の深海（水深1,500メートル超）かつ深海（坑井深度5,000メートル超）の大規模ガス田である宝島21-1が発見され、その地質学的埋蔵量は500億立方メートルを超えています。これは深海および深地球探査の加速における大きな進歩です。さまざまな石油・ガス盆地の深層と超深層はまったく同じではありませんが、10,000メートルの深さに向かうことは、すぐそこにある目標です。

結論

空に上がるのも、海に降りるのも、そして地に入るのも、容易なことではありません。地球深部探査は依然としてさまざまな技術の継続的な進歩に依存しており、道のりは実に長い。学界では、19 世紀は橋の世紀、20 世紀は高層ビルの世紀、そして 21 世紀は地下空間の開発と活用の世紀であると一般に考えられています。地球の奥深くには、無限の宝物と無限の謎が隠されています。地球の深部は人類が探検し、発見し、開発し、そこで暮らすことを待っています。

著者: Zheng Xiujuan、中国石油大学 (北京)