应用地球物理学科专业发展战略研究

《应用地球物理》学科专业发展战略研究

应用地球物理的主干学科是地球物理学。地球物理学根据其研究内容，总体上可以分为两大类：应用地球物理和理论地球物理。应用地球物理(又称地球物理勘探，简称物探)的研究范围比较广泛，主要包括能源勘探、金属与非金属勘探、环境与工程探测等。方法手段包括地震勘探、电法勘探、重力勘探、磁法勘探、地球物理测井和放射性勘探等，通过先进的地球物理测量仪器，测量来自地下及地球外部空间的地球物理场信息，对测得的信息进行分析、处理、解释，进而推测地下的结构构造、矿产分布和进行空间地球物理研究。应用地球物理是对石油及天然气、金属与非金属矿床、地下水资源及工程与环境等进行勘察及探测、处理、解释的主要学科。

应用地球物理是地球物理学的一部分，应用地球物理本科专业建设是地球物

理学学科专业建设的重要组成部分。应用地球物理与地球物理学具有共同的理论基础，都是运用物理学的原理和方法，通过观测、实验、理论分析和计算模拟等过程来研究与地球有关的物理问题和地质问题。有着相同的方法论，概括地说可分为三个阶段，即数据采集、数据处理和数据解释。应用地球物理技术的发展离不开地球物理学理论研究的进步，更需要数学、物理学、电子科学和计算机科学的最新成就。同样，地球物理学理论研究也不可能没有应用地球物理所提供的技术支持。地球物理学本身是一个整体，在中国这样一个特定的环境下，被人为的分成理论地球物理和应用地球物理。

应用地球物理专业充分体现了多学科交叉的特点，其学科基础涉及到地质学、数学、物理、电子学、计算机科学等。由于其多学科的交叉和较强的实践性，目前没有替代它的相应专业。

应用地球物理专业培养的人才主要服务于地质、石油、煤炭、冶金、道路、

交通、水利水电、航空航天、国防建设、城市建设、灾害防治等多个领域，在国民经济建设和科学技术发展中发挥着重要的作用。

一、应用地球物理专业的地位和作用

应用地球物理在国家的经济建设和保证各个领域的可持续发展中，有着非常重要的作用。国外著名学者弗瑞斯特、梅爱斯等很早就对世界的发展问题作过专门的研究，他们认为21世纪世界各国经济活动的总体增长趋势将面临三个方面的刚性约束：其一，地球上有限的空间；其二，资源稀缺的日益加剧；其三，环境自净能力的限制．同样21世纪的中国将不可避免地遭遇到资源、环境与发展的巨大挑战，自然资源的超常规利用，生态环境的日益恶化，都将成为未来发展的瓶颈制约。在21世纪初20年，中国国民经济总量将翻两番，对于地质资源的需求将提出巨大的需求．根据2020年的计算，中国每创造1000美元的国内生产总值，就需要有1.5吨地质资源的投入．当前，我国矿产资源供求形势严峻，主要支柱性矿产资源储量消耗速度明显超过新增资源量速度，石油、富铁矿、铜、铬、钾盐等重要矿产资源国内供应严重不足，进口量逐年攀升．矿产资源勘察开发后备基地严格缺乏，一大批主要矿山面临资源枯竭困境．且今后资源的勘探、开发和开采的难度日渐增大。资源短缺正在不同程度地制约着我国经济建设的发展．在矿产资源中，与能源紧密联系的能量资源也是国民经济发展所必需的自然资源，包括煤、石油、天然气等，特别是石油、天然气是具有战略定义的能量资源．在21世纪下半叶，人类将面临石油资源枯竭的

困境。因而不得不转向第四代能量资源，即天然气和含天然气水合物。

为了从根本上改变资源的瓶颈制约，就需要加强资源的勘探工作，为国民经济和社会可持续发展提供可靠的矿产资源和能量资源勘探量。要实现这一目标，就必须加强应用地球物理勘探方法和勘探技术的研究，通过应用地球物理新技术、新方法的研究以及高水平人才的培养，为资源的勘探开发提供技术保证和人才储备，由此可见，应用地球物理学科专业在我国国民经济建设和可持续发展中具有不可替代的作用。

在工程建设方面，应用地球物理方法技术发挥着越来越重要的作用。在

重大工程建设中，如长江三峡水库及黄河小浪底电站的坝址选择、基岩体评价、堤坝隐患的勘察、治理等都离不开应用地球物理提供的基底稳定性和构造背景研究成果。在遍布全国的大、中、小型水利、公路、铁路、桥梁、隧道等工程建设项目中，应用地球物理都提供着技术支撑。

军事及国防领域得到越来越广泛的应用，如为地下国防工程建设提供技术保障，在核爆炸与核监测等方面提供有效的技术手段。

在环境污染的监测方面，特别是城市环境污染、活断层的勘查与监测等方面形成了新的应用领域。重点解决环境污染的监测，生态环境变化预测，治理效果检测等问题。在减灾、防灾领域发挥重要作用，如天然地震的监测与预测，对岩体滑坡、泥石流的预测和预警等。

在文物、古墓的勘查方面提供了必要的技术手段。

应用地球物理研究是国际学术交流和国际合作的需要。为了解决人类共同面临的问题，近20多年来，国际上连续组织了多次全球大协作计划，如国际地球物理年、国际上地幔计划、国际地球动力学计划、国际岩石圈计划、地学大断面计划等。国际地球物理学的学术交流非常活跃，每年一次的地球物理学会年会（SEG）吸引了国际上众多的地球物理学家。为了参与国际学术交流与合作，中国的地球物理学家和地球物理工作者，积极开展地球物理学的研究工作（包括理论地球物理和应用地球物理方面的研究），并积极参加国际学术交流。广泛的国际学术交流和国际合作，需要大力发展地球物理教育，培养应用地球物理高层次人才。

二、应用地球物理专业历史沿革与成就回顾

尽管关于地球物理学的研究具有数百年的悠久的历史（关于地球磁场起源于地球内部的文献发表于1600年），但地球物理学作为一个独立的学科却只有100多年的历史。1898年，德国Gőttingen大学设立了世界上第一个地球物理学教授职位，并成立了世界上第一个地球物理研究所。在这里，著名地球物理学家Wiechert开设了一系列关于地球物理观测仪器的课程，培养出了如Gutenberg、Gaiger等一批闻名世界的地球物理学家。

中国的地球物理学是经历了几代人的发展历程走过来的,21世纪的地球物理学由于其极强的吸收和吸纳现代科学和技术进步的能力,将是地球科学非常活跃的一个分支学科,同时,学科本身也将进入迅猛发展阶段。

中国的应用地球物理教育起步于20世纪50年代。1952年由于国家经济建设尤其是矿产资源勘查的需要，北京地质学院（现改为中国地质大学）和长春地质学院（现合并到吉林大学）的地球物理系相继成