長期以來，人類一直在探索三個重大的科學(xué)問題：宇宙的進(jìn)化，地球的進(jìn)化和生命的進(jìn)化。地學(xué)家們承擔(dān)了闡明地球和生命進(jìn)化的任務(wù)，這些進(jìn)化史保存在跨越45億多年地球歷史的信息豐富但不完整的地質(zhì)記錄中。深入研究地球的深厚歷史有助于地球?qū)W家破譯地球演化的機(jī)制和速率，揭示氣候變化的速率和機(jī)制，尋找自然資源，并展望地球的未來。

演繹推理和歸納推理已被廣泛用于研究地球歷史。與演繹和歸納相反，綁架源自對大量可靠數(shù)據(jù)的積累和分析，而與前提或概括無關(guān)。因此，綁架有可能在科學(xué)中產(chǎn)生變革性的發(fā)現(xiàn)。隨著大量深層地球數(shù)據(jù)的積累，地球科學(xué)家準(zhǔn)備通過數(shù)據(jù)驅(qū)動的歸納發(fā)現(xiàn)來轉(zhuǎn)變深層地球科學(xué)的研究。

但是，必須解決三個問題，以利于使用深度數(shù)據(jù)庫進(jìn)行綁架式發(fā)現(xiàn)。首先，許多相關(guān)的地理數(shù)據(jù)資源不符合科學(xué)數(shù)據(jù)管理和管理的FAIR(可找到，可訪問，可互操作和可重用)原則。其次，數(shù)據(jù)庫中使用的概念和術(shù)語定義不明確。因此，相同的術(shù)語在整個數(shù)據(jù)庫中可能具有不同的含義。沒有標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語和概念定義，就很難實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互操作性和可重用性。第三，數(shù)據(jù)庫在地理區(qū)域，空間和時間分辨率，地質(zhì)主題的覆蓋范圍，數(shù)據(jù)可用性的局限性，格式，語言和元數(shù)據(jù)方面高度異構(gòu)。由于地球復(fù)雜的演化以及多個球體(例如巖石圈，

地球歷史中的科學(xué)問題可以使用已知和未知框架來解決：(1)已知已知。相對于其他兩個類別，該類別包括地球歷史上被廣泛接受和廣泛理解的事件，盡管不確定性仍然存在。(2)已知的未知數(shù)。此類事件包括已被廣泛接受的事件，但對關(guān)鍵方面的了解卻很少。在許多情況下，可以通過其他觀察，測量或?qū)嶒瀬頇z驗有關(guān)此類事件的假設(shè)。(3)未知的未知數(shù)。此類別包括發(fā)生在地球歷史上但尚未發(fā)現(xiàn)的事件。通過其知識系統(tǒng)和平臺，DDE旨在協(xié)調(diào)深層地球數(shù)據(jù)，并促進(jìn)在這些未知數(shù)(尤其是地球歷史中的未知數(shù))中進(jìn)行數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)現(xiàn)。筆記：前寒武紀(jì)和古生代的時間尺度不同。圖片來源：科學(xué)出版社

大數(shù)據(jù)和人工智能正在創(chuàng)造解決這些問題的機(jī)會。為了通過深層大數(shù)據(jù)有效而有效地探索地球的演化，我們需要跨越深層地球科學(xué)各個領(lǐng)域的FAIR，綜合和綜合數(shù)據(jù)庫，以及量身定制的計算方法。此目標(biāo)激發(fā)了“深層數(shù)字地球計劃”(DDE)，這是由國際地質(zhì)科學(xué)盟(IUGS)發(fā)起并與國家地質(zhì)調(diào)查局，專業(yè)協(xié)會，學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和科研機(jī)構(gòu)合作開發(fā)的第一個“大科學(xué)計劃”。世界各地的科學(xué)家。DDE的主要目標(biāo)是通過國際和跨學(xué)科的合作促進(jìn)深度的，數(shù)據(jù)驅(qū)動的發(fā)現(xiàn)。使用知識引擎(深度地球引擎)進(jìn)行知識發(fā)現(xiàn)，該引擎提供計算能力，模型，方法和算法。

為了實現(xiàn)其使命和愿景，DDE計劃包含三個主要組成部分：計劃管理委員會，卓越中心以及工作，平臺和任務(wù)組。DDE將基于現(xiàn)有的深層地球知識系統(tǒng)并開發(fā)一個開放平臺(圖2)。深度地球知識系統(tǒng)由深度地球概念的基本定義和概念之間的關(guān)系組成，這對于協(xié)調(diào)深度地球數(shù)據(jù)和開發(fā)知識引擎以支持對地球演化的歸納探索來說是必不可少的。DDE研究計劃的第一步是建立在現(xiàn)有的深層地球知識系統(tǒng)上。DDE研究計劃的第二步是建立可互操作的深度地球數(shù)據(jù)基礎(chǔ)架構(gòu)。DDE研究計劃的第三步是開發(fā)一個深層地球開放平臺。

DDE程序的執(zhí)行包括四個階段。在第一階段，DDE建立了具有國際政策和管理標(biāo)準(zhǔn)的組織結(jié)構(gòu)。在第2階段中，DDE組成了初始團(tuán)隊，并與地球科學(xué)領(lǐng)域的現(xiàn)有本體研究人員合作，以現(xiàn)有的深層地球知識系統(tǒng)和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，同時致力于鏈接和協(xié)調(diào)深層的地球數(shù)據(jù)庫。在階段3中，DDE為云計算和超級計算環(huán)境開發(fā)了量身定制的算法和技術(shù)。在階段4中，地球科學(xué)家和數(shù)據(jù)科學(xué)家在引人入勝的綜合性科學(xué)問題上無縫協(xié)作。

作為DDE計劃的綜合雄心和國際野心，預(yù)計將面臨一些挑戰(zhàn)。但是，通過創(chuàng)建一個開放訪問的數(shù)據(jù)資源，該資源首次集成了地球敘述的過去的各個方面，DDE有望以嶄新而生動的細(xì)節(jié)了解我們星球的過去，現(xiàn)在和未來。