當地球科學研究遇上大數據與人工智能，會產生什么樣的反應？
4月15日至17日，包括21位院士在內的850多位專家學者齊聚中山大學珠海校區，見證中國地質學會數據驅動與地學發展專業委員會（以下簡稱“專委會”）成立，并舉行首屆全國學術研討會，共同探討數據科學驅動下的地球科學發展。
“用數字表達地球”
地球是人類賴以生存的家園，以地球為研究對象的學科統稱為地球科學（簡稱“地學”），包含地質學、地理學、海洋學、大氣物理、古生物學等多個學科。
“地學研究覆蓋人類可持續發展的方方面面，包括氣候變化、地質災害、自然資源以及能源等。”中國科學院院士、中山大學地球科學與工程學院教授成秋明是專委會首倡者，也是首屆主任委員。他說，地學研究要將地球的巖石圈、水圈、大氣圈、生物圈等幾大圈層關聯起來，交叉發展。
而數據是關聯它們的重要“線索”。成秋明進一步舉例解釋，比如地震是巖石圈的事，但地震會引發海嘯，這是水圈的事，同時由于地震沖擊波的作用，震后往往還會下雨，這又是大氣圈的事。而現象的綜合研究都是靠數據關聯在一起的。
“數據驅動地學發展就是要促進各圈層‘破壁’。”成秋明介紹，專委會第一屆委員包含了地質學、地球化學、地球物理、海洋、地理、遙感、生態與全球變化等地球科學領域，以及信息科學領域的專家學者，就是要促進交流合作，推動地球各圈層的研究“破壁”融合，讓大數據服務于地球系統科學，“最終把地球用數字表達出來”。
學術研究要“破圈”，交叉發展的學科是關鍵。專委會掛靠在地球科學齊全的中山大學，“學校設有地球科學與工程、物理與天文學、大氣科學、海洋科學、海洋工程、測繪、遙感等學科，還有‘中山大學號’、‘中山大學極地號’兩艘科考船，‘天河二號’國家超算中心等科研平臺。”中山大學黨委書記陳春聲說，學校將與專委會一起，推動地球科學與大數據、云計算等學科深度融合。
“希望借助大數據突破地震預測的難題”
人類對地球的探索從未停止，從“地心說”到“日心說”，從大航海到地球衛星，人類對地球的認識不斷深入、研究手段也不斷更新。
當下，科學大數據作為全球重要新興戰略資源，引發了科學研究范式的變革，也為地學研究帶來新的啟發。
“過去，地學研究是從現有問題或假設入手，然后去尋找答案，這是從已知問題尋找未知答案。”成秋明說，大數據與人工智能的應用，將推動地學研究轉向“從發現未知問題尋找未知答案”。他舉例，比如當下我們需要鋰電池，這是明確的已知問題，指導我們尋找鋰電池的生產辦法。但10年以后需要什么就是未知問題，這便需要關聯過去到現在的大數據，“跳出地球看地球”，通過全量數據獲得全景視角，發現未知問題，尋找未知答案。
“在地質災害監測與預警中，大數據與人工智能或將發揮效用。”成秋明說，當前人類還無法準確預測地震這種復雜自然事件，但有望借助龐大的數據分析，關聯出地震發生之前的反應，“地震發生前地殼的能量積累就像是堆沙子一樣，有一個臨界點，達到了臨界點就會突然崩塌。而達到臨界點之前的連續過程或許會有一些反應可以觀測。”成秋明認為，借助大數據對地震發生之前的信息進行整理分析，是突破地震預測的潛力方向之一。
“將謀劃加入國際地球科學大家庭”
“要面向國際前沿，加強技術創新，提升地球信息化和智能化的理論研究和應用水平以及中國地質界的國際影響力。”在專委會成立大會上，中國地質學會副理事長兼常務副秘書長朱立新對這個新興學術團體的未來發展充滿信心。
打造國際前沿學術體系，也是成秋明對專委會的發展規劃。此次大會邀請了國際地質聯合會主席，澳大利亞、韓國的地球科學相關協會主席，線上參與交流討論。
“首先在亞太國家范圍內交流互動，然后再逐漸走向國際。”成秋明說，壯大國內數據驅動與地學研究的學術力量，專委會還將依托2018年自己與國內外多位科學家和多個國際學術機構聯合發起的“深時（Deep-time，通常指人類出現之前的歷史）數字地球國際大科學計劃”，在大數據驅動下重建地球生命、地球物質、地球環境演化歷史，揭秘地球40多億年的演化進程、人類產生的過程以及各種生物的滅絕復蘇、環境變遷。為全球研究人員提供一個跨越科學領域和國家的虛擬科研環境。
成秋明介紹，未來3至5年，專委會將積極開展國內外科技創新交流與合作，借助國際地質科學聯合會、深時數字地球國際大科學計劃和聯合國教科文組織深時數字地球與礦產資源教席等平臺，謀劃區域地球科學聯盟，加入國際地球科學大家庭，傳播中國數據驅動地球科學工作的先進成果，支撐我國在數字化時代地球科學研究的范式變革。
原標題：院士牽頭！全國頂級專家聯手用大數據研究地球
