7月，英国自然环境研究理事会（NERC）提出地下能源安全与创新观测系统计划（ESIOS）^[1]，旨在建立新的地下环境研究中心。借助自身广泛的科学基础，以及行业、管理者和决策者的协助，NERC将通过ESIOS为英国的研究团体提供世界领先的设备（首批设备一部分针对页岩气，一部分针对地热，由英国地质调查局负责运营），以便其开展相关科学研究，最终服务英国乃至全球低碳能源技术的（负责任的）开发（具体项目将在2017年启动）。

ESIOS的目标是推动支撑地下能源安全、环保和可持续开发的关键研究。由于地质系统天然具有异构性和各向异性，ESIOS将重点探索地质系统中，人为诱发和自然耦合所导致的物质和能量的转移，以及其对地下和地表的影响。为此，ESIOS科学咨询小组（ESAG）确定出了4项关键科学挑战：①不同相态流体如何流经岩体，流体与矿物之间的化学交互作用如何改变流体流动性质和岩体力学特征，如何利用流体化学特征监测岩体结构的变化、流体运动、生物过程及力学过程（如压裂）；②在流体注入、产生或运移等情况下，应力如何变化；③地下生物圈如何响应流体运动和受力变化所带来的扰动；④地下人为因素扰动是否会改变地下深部、地下浅部以及地表之间的联系和反馈，例如，是否对邻近地下层体（如饮用水层或其他地下水层）或地表（如地面沉降）造成影响。

ESIOS面临的四大科学挑战本质上是一个有机组成，这使得为研究它们之间的联系而进行的观测成为实验核心。由此，形成了5个独立但内部相互联系的研究领域，以及应对科学挑战的6项实验要求。研究领域包括：①复杂、各向异性岩层的成像；②各向异性媒介中的多相流体研究；③人为扰动的力学响应；④人为扰动的地球化学响应；⑤地表与地下的相互作用和影响。实验需求包括：①以地质构造的先验知识为基础进行实验规划；②基准情况（自然状况和人为/工业活动的遗留影响）的分析和确定；③远程和原位监测系统的建设与运营；④在钻井过程中进行随钻监测、岩心和样品的取样、井下地球物理测井、以及井下仪器安装；⑤持续监测和取样；⑥开展井下实验和相关监测与取样。

                                 （赵纪东）