地球深部亦即“深地”，一般是指淺地表之下、人類(lèi)難以達到的固體地球深部，包括從淺表的地下空間、地殼、地幔、地核和地心在內的整個(gè)固體地球系統。

深地科學(xué)是研究地球深部結構、物質(zhì)組成與變化過(guò)程的科學(xué)，是理解深部地球行為和動(dòng)力學(xué)的鑰匙。深地探測研究揭開(kāi)了地球深部結構與物質(zhì)組成的奧秘、深淺耦合的地質(zhì)過(guò)程與動(dòng)力學(xué)四維演化，為解決能源與礦產(chǎn)資源可持續供應、提升災害預警能力與地球深部認知提供深部數據基礎，促使深地科學(xué)成為大科學(xué)時(shí)代地球科學(xué)發(fā)展的最新前沿。目前，深地科學(xué)正在嘗試在傳統地學(xué)的基礎上建立和發(fā)展其獨特的科學(xué)假說(shuō)和原理。

地球發(fā)電機假說(shuō)。地球系統的動(dòng)力來(lái)源于兩個(gè)動(dòng)力學(xué)系統，一個(gè)是來(lái)自恒星太陽(yáng)的能量補給，另一個(gè)是來(lái)自地球內部由固態(tài)內核與液態(tài)外核構成的地球發(fā)電機。以往的研究強調了固體地球外部與天文周期等有關(guān)的全球變化，由此產(chǎn)生了地球系統科學(xué)的革新。地球發(fā)電機作為地球內部變化的內因，可能是地球系統的根本動(dòng)力來(lái)源，決定了地球磁場(chǎng)及其變化，也與板塊構造具有成因聯(lián)系。

地球結構不對稱(chēng)原理。從宏觀(guān)尺度到微觀(guān)，地球結構均顯示出顯著(zhù)的不對稱(chēng)性，無(wú)論是垂向還是水平方向，穿過(guò)地心的地球剖面均顯示了地球結構總體不對稱(chēng)特征，包括幾何結構不對稱(chēng)、物質(zhì)組成和熱結構不對稱(chēng)等，同時(shí)也反映了深部作用過(guò)程的不均衡性。

時(shí)間—深度原理。在巖石圈尺度上，我國大陸在上地殼與下地殼之間、地殼與巖石圈地幔之間，也出現有年齡結構上的“上老下新”現象。由此可知，由于地質(zhì)事件作用方式不同，造成深度上地質(zhì)體年齡變化規律和地球結構形成時(shí)間及變化規律也有所不同。洋脊擴張形成的海底磁條帶年齡分布，是地球深部普遍存在的“上老下新”時(shí)間—深度剖面的平面表現形式。

物質(zhì)深循環(huán)原理。洋脊擴張、大洋俯沖、地幔柱和火山作用，構成地球物質(zhì)深循環(huán)的體征表現，而地球元素的同位素特征代表了地球物質(zhì)的“基因”和記憶。地球表層物質(zhì)的深循環(huán)，最深可達核—幔邊界或更深。熱和化學(xué)不均一性，可能是地球物質(zhì)深循環(huán)的主要驅動(dòng)力。礦物相變在控制地球物質(zhì)的密度和塑性流動(dòng)性質(zhì)方面起著(zhù)重要作用。

深部物質(zhì)特異性原理。地球深部也是最大的地球碳儲庫，可能含有地球超過(guò)90%的碳，金剛石是一種典型的深部碳庫。近年來(lái)超高壓實(shí)驗研究結果表明，超高壓條件下的部分元素可能將發(fā)生超離子化，形成異常的物理化學(xué)性質(zhì)，如異常的密度和化合性質(zhì)等。地球深部極端環(huán)境下物質(zhì)變化的臨界與超臨界狀態(tài)的存在，成為深部物質(zhì)研究的亮點(diǎn)。

地球深部探測研究有效認識了固體地球系統的行為，監測固體地球系統的變化，拓展地球深部認知，實(shí)現“透視地球”目標和深部空間，資源能源的安全、高效與綠色利用，為現代地球科學(xué)向以深地科學(xué)為代表的地球系統科學(xué)基礎發(fā)展，帶來(lái)巨大的機遇和挑戰空間，是我國由地質(zhì)大國走向地質(zhì)強國、實(shí)現深地領(lǐng)域科技強國目標的重要途徑。（作者系中國地質(zhì)科學(xué)院地球深部探測中心深部地質(zhì)研究部主任）