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這片被塔克拉瑪干沙漠覆蓋的封閉盆地,腳下確實躺著一個足以改寫常識的巨型咸水系統。
塔里木盆地這個名字,油氣行業的人再熟悉不過。它位于中國西北的新疆,是中國大陸面積最大的內陸盆地,東西長1500公里,南北寬約600公里,總面積達53萬平方公里。
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四周被昆侖山、天山、阿爾金山三面鎖住,中間趴著中國最大的沙漠塔克拉瑪干。這里年降雨量極少,若羌只有17毫米,和田35毫米,蒸發量卻動輒幾千毫米。
按照過去的地理常識,這樣的地方就是不折不扣的干旱禁區。真正讓科學界回過神的,是一次"跑題"的科研。
中國科學院新疆生態與地理研究所的李彥研究員,帶著團隊十幾年一直在追一個謎:全球大氣中總有一部分二氧化碳"莫名其妙"消失,而塔里木盆地這塊地方,吸收量大得反常。為了弄明白碳都跑哪里去了,他們不是在打井找水,而是在追蹤碳的蹤跡。
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結果碳沒抓完,先撞上了水。研究團隊從沙漠中近200個點位取回深層地下水樣,得出一個讓人吃驚的結論,塔里木盆地地下藏著一個體量巨大的咸水層,它正扮演著重要的碳匯角色。
為了拿到可靠數據,李彥團隊一共采集了600多份來自冰川、農田和含水層的樣本,鉆探深度最深達到300米,再借助碳14測年確認年齡和累積速率。2015年9月14日前后,這項研究正式對外公布,成果發表在國際期刊《地球物理研究快報》上。
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Chinese科學家指出,位于新疆西北部的塔里木盆地地下咸水量,可能相當于北美洲五大湖水量總和的10倍。領銜這項研究的李彥教授給出的評價是,這是一個令人震驚的水量,此前從未有人敢想象沙漠底下能藏這么多水,人類對沙漠的定義或許要因此改寫。
所謂"可怕的地下海洋"這一說法的科學源頭,就在這里。
理清這個"地下海洋"的家底,得把地質時鐘撥回去幾億年。塔里木盆地今天是內陸低地,早年間卻是一片真正的海。
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地質學家研究認為,新生代以來的地殼運動讓天山和青藏高原逐步隆升,塔里木一度是海盆,被稱作塔里木海,4000多萬年以來印度板塊持續向北俯沖,海水才逐漸退出。
中新世約2300萬年以來,周邊山脈強烈隆升造成盆地內部差異沉降,直到第四紀早期約260至180萬年前羅布泊洼地成形,才有了今天東低西高的地貌。海水撤走時,一部分被死死封在了地層深處。
天山、昆侖山常年融化的冰雪水沿山麓滲入,遇上封閉盆地這個天然的"大盆子",進得來出不去。這些水從高山冰川一路而下,穿過農田和河床時溶解了大量二氧化碳,因為沒有出海口,只能進入沙漠深處的含水層。
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由于高壓和高鹽環境,每單位體積能溶解的碳含量比海水還多兩倍以上。千百萬年就這樣攢了下來。
按照公開數據推算,塔里木盆地蘊藏的地下水資源可能超過8萬億立方米,動儲量約110至148億立方米。整個盆地面積相當于一個委內瑞拉那么大,比美國加州、新墨西哥州和佛羅里達州加起來還大。
這些數字放在地圖上,就是一片沉睡的海。至于為什么鹽度這么高,答案不復雜。
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遠古海水本身就帶鹽,加上后期地下水在封閉環境里持續蒸發濃縮,礦物質越積越多。這些水極咸,還含有大量二氧化碳,處于高度碳酸化狀態。
李彥打過一個形象的比方,這片地下水就像一罐沒打開的可樂,壓力和氣體都憋在里面。除了水本身,副產品同樣值得留意。
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深層鹵水里富含鉀、鋰等關鍵元素。近幾年自然資源部公開的塔里木盆地東部深層鹵水勘查數據,讓業內對鉀鋰儲量估算頗為看好。
鋰在全球新能源產業里是被反復提及的"白色石油",中國長期依賴進口,塔里木深層鹵水如果能實現綠色提鋰并商業化,對新能源車、儲能、大電網調峰的產業鏈安全都能實打實地補上一塊。
問題很直接:既然新疆缺水,為什么這么大一片"海"就是不能大規模抽出來用?答案說來有點無奈。
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科學家提醒當地居民不要貿然打井取水,因為水極咸,同時還高度碳酸化,已經吸收了兩千年的二氧化碳。這樣的水直接飲用、灌溉都行不通,脫鹽是繞不開的一道關。
難點還在于成本賬。海水淡化本身技術門檻就不低,深層高礦化度鹵水的處理要求更苛刻,用管道從東部長距離調水的性價比反而更高。
眼下幾千米深井作業成本高、風險大,硬上并不劃算。更關鍵的顧慮落在生態和碳排放上。
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這些水不只是鹽分高,還溶解了大量二氧化碳,就像一罐可樂一樣,一旦打開,溫室氣體就會逃逸到大氣里。按新研究估算,塔里木盆地含水層里封存的碳大約有200億噸,全球沙漠含水層加起來可能封存了1萬億噸碳,比全球陸地植物儲存的還要多約四分之一。
如果貿然大規模抽水,本來鎖在地下幾千年的碳就有釋放風險,反而與全球減排背道而馳。這些覆蓋面積相當于北美大陸規模的地下水系統,可能承擔了地球上一部分"失蹤碳匯"的角色。
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李彥形容,這些碳被沉積物層層覆蓋,可能永遠不會回到大氣中,基本是一趟單程票。摸清這些碳匯的分布,對預測未來氣候變化、核算全球碳預算都至關重要。
也正是因為這份特殊價值,國內對塔里木地下咸水的態度非常克制,先探明、再評估、再談用與不用,被寫進了長期戰略儲備的清單。現實層面,塔里木盆地承擔的能源角色早就不輕。
1989年塔里木油田投產以來,這里就是國家能源安全的關鍵腹地之一,天然氣源源不斷輸往東部。地下水的分布和流動,直接關系到油氣如何遷移、聚集,把水這本賬搞清楚,對油氣勘探本身就是一份精準地圖。
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塔克拉瑪干沙漠腹地的公路網、光伏治沙、綠洲農業改造,也都在同步推進。塔里木河流域綜合治理已經連續多年推進,塔里木河下游生態輸水機制持續運轉,這些地面工程和地下水資源的關系互相牽動,任何一步都得算清生態賬。
從科學發現到戰略資源,塔里木盆地這片"地下海洋"給出的啟示,其實不止一個。它讓人們重新認識了沙漠,也重新認識了地球的碳循環。
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海外那句"中國不可怕,可怕的是塔里木盆地地下藏著地下海洋"的調侃,與其說是恐慌,不如說是對一份自然饋贈的驚嘆。
地下的水、地下的碳、地下的鹽與礦,短期內不會變成水龍頭里流出來的自來水,但它們所承載的生態價值和戰略價值,正在被一點一點、穩穩地摸清楚。
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