修一个地球最深实验室，需要“天地合一”？：《学校附近开超市怎么样》

问！地球最高峰是哪儿？地球海洋最深处在哪儿？中学地理老师告诉我们，地球最高峰是珠穆朗玛峰，地球海洋最深处是马里亚纳海沟，这种知识点都是洒洒水、毛毛雨啦，肯定难不倒聪明的你，我们的读者都是有“身份证”的，需要有挑战性的问题。

比如地球最深实验室在哪里？最深实验室是干什么的？为啥要建这么深？要说这个“之最”，那得是“中国锦屏地下实验室”，在四川哦，是中国首个极深地下实验室，也是目前地球上最深的实验室，该实验室岩石覆盖垂直厚度达2400米，是世界岩石覆盖层最厚的实验室。

这么多“最”，有把你说晕没有？这深藏地下的决心有没有震撼到你！可这为啥要往地下“钻”那么深修建实验室呢？咱不是在江苏东海那边进行了中国大陆科学钻探工程么？哎呀，功能不一样嘞，这个实验室的研究对象那可不一般，暗物质。

你可能还记得《变形金刚》4里机器人“禁闭”说的那句“我们最好快点儿，因为暗物质驱动器就要启动了”。

事实上，“暗物质”还只在科幻作品里存在，目前在现实生活中暗物质的踪迹还属于“缥缈孤鸿影”，只停留在理论阶段，科学家正在努力寻找宇宙中真实的暗物质。

在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。

人们只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。

暗物质说法的存在，源于科学家尝试用力学和光度两种不同的方法测量整个宇宙质量时出现的差异，本来预想两者相同，然而结果却出现了数量级的差异。

为了解释这种现象，提出了暗物质的存在。

极深地下实验室“捕捉”暗物质的方法，是测量暗物质散射至液体或固体的散射实验，而它最大的“对手”是宇宙线以及地球上无处不在的放射性，要尽最大可能排除其对实验本底的干扰。

这才是要建这么深的原因，它上方2.4公里厚的岩石层可拦截大部分穿透力极强的宇宙射线，使其数量降至地面水平的亿分之一。

而构成地下岩洞的主要岩石成分是大理石，几乎不存在辐射材料，且远离可能会导致错误信号的辐射源。

而且更难得的是该实验室在寻址时，就选定利用四川雅砻江锦屏水电站修建的隧道，隧道可通驶汽车，长达18公里，在隧道旁挖掘修建实验室，相对减少了修建难度，并且大大节省资金，而且进入实验室不需使用直升电梯，可开车入内。

听到这里你可能会产生错觉，修建一个超深地底实验室似乎分分钟的事儿。

其实哪有那么简单。

人类目前还仅仅是在地壳层里打转转，连地幔的边儿都没摸到，更别说去地心旅游了，如果将地球比作一颗鸡蛋，咱们鸡蛋壳还没钻破呢。

二十一世纪了，朋友们，马斯克他家的跑车都上天了，为啥凡尔纳的地心游记还停留在纸面呢？答案就是因为地下的高温高压。

“高压”意味着地球内部的地应力极高。

通常来说，深埋高应力洞室和隧道建设过程中，通常潜在岩爆、片帮、坍塌等硬岩工程灾害，且随着应力的增高，深部工程灾害发生的频率更高、规模更大、危害更为严重。

1)岩爆：在开挖或其他外界扰动下，岩体中聚积的弹性变形势能突然释放，导致围岩爆裂、弹射的动力现象；2)塌方：已开挖或正在开挖隧洞围岩出现塌陷下坠的现象；3)片帮：围岩由应力引起的平行于开挖面的一种破坏。

对深部工程灾害的监测和治理方式手段有很多种，微震监测是其中很重要的一项。

岩石在外界应力作用下，其内部将产生局部弹塑性能集中的现象。

当能量积聚到某一临界值之后，往往会引发微裂隙并扩展，这个过程伴随着弹性波或应力波的传播，相对于尺寸较大的岩体，在地质上也称为微震，并在周围岩体中快速释放和传播。

国内外大量研究资料表明，岩体在破坏之前，往往持续一段时间以机械波的形式释放积蓄的能量，这种能量释放的强度，随着结构临近失稳而变化，包含着岩体内部状态变化的丰富信息。

对地震监测仪接收到的信号进行处理、分析，可作为评价岩体稳定性的依据。

微震监测是岩爆最为广泛的监测方法，根据评估的岩爆风险区域，布置多个传感器，对岩爆风险区域内岩体破裂释放出的弹性波信号进行采集，根据采集获取的弹性波，进一步分析获得破裂位置、时间、能量等震源参数，当然也要因地制宜地辅以地质预报及现场施工宏观观察等手段。

这有一点像盗宝大片，神偷带着听诊器破解保险箱的密码。

深部洞室的建造过程中，每开挖一次，微震监测都会把岩体内部受力的信息反馈给我们，帮助破解灾害密码。

所以这个地球最深实验室修建的过程其实蛮有哲学味道的，为了捕捉天上的“孤鸿影”，我们先要把地下的这块地方搞明白，天与地的概念，看似对立，却神奇地归于一，你说妙不妙。

参考文献：李邵军中国锦屏地下实验室开挖隧洞灾变特征与长期原位力学响应分析段东张哲唐春安《煤与瓦斯突出影响因素和微震前兆的数值试验及初步应用研究》锦屏极深地下暗物质实验室走近全球最深的暗物质探测实验室来源：震知卓见