地球上可供人类居住的空间其实不多，除了占到地球表面积71%的海洋外，两极、高山、原始森林、沙漠等区域，人类也很难生存。作为生物资源非常匮乏的沙漠，这里人迹罕至，降雨稀少，成为人类和很多生物的禁区。
沙漠是世界上面积最为广阔的地貌之一，占到全球陆地表面积的五分之一左右。从分布看，沙漠主要集中在三个区域。
一是南北回归线附近，比如撒哈拉、澳洲大沙漠，常年受副热带高压控制，气候十分干燥。
二是大陆的腹地，比如我国的塔克拉玛干沙漠，距离海洋很远，湿热气流很难深入到这里。
还有一种是沿海大陆山脉的背风坡，比如南美阿塔卡马沙漠。由于高大山脉的阻挡，沙漠虽然距离海洋很近，但是湿热水汽绝大部分都在迎风坡形成降雨，背风坡区域则非常干旱。
大家知道，世界上面积最大的沙漠是撒哈拉沙漠，而我国最大的则是位于新疆塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠。该沙漠北接天山、南临昆仑山，西靠帕米尔高原，东部地势逐渐由低向高过渡，直达罗布泊。东西长1000公里，南北宽400公里，总面积33万平方公里，略小于云南省面积，是我国最大、也是世界第十大沙漠。
沙漠的形成，是在长期的地质运动和风化作用共同作用的结果。无论是沙漠的物质组成，还是沙漠的厚度大小，都与原始地层结构、地形、风力、太阳照射强度等有关。即使在同一片沙漠，在不同的区块、不同的海拔、不同的植被覆盖等条件下，沙子的厚度和组成也会有差异。
塔克拉玛干沙漠地处亚欧大陆腹地，昼夜温差平均高达40摄氏度以上，平均降雨量不到100毫米，在有的年份甚至才几毫米，再加上这里风力较大，原始地层岩石的裂解、风化作用非常明显，而且流动性很强，遍布着数量众多的流动沙丘，沙丘的高度一般在100到200米之间，有的甚至能突破300米，塔克拉玛干沙漠成为世界上最大的流动性沙漠。
在塔克拉玛干沙漠的不同区域，沙漠的厚度是不一样的，这主要是由风化沉积物积累的时间、速度和流动性强弱有关，一般情况下，在沙漠边缘厚度是很小的，而沙漠的中心区域沙子的厚度很大，特别是沙丘部分，从丘顶到沙漠下部的岩石，厚度能够达到300多米。而在中心区域没有沙丘的区域，则形成沙盆，平均厚度差不多在5米到十几米之间。
在不同深度，沙漠的组成也有很大的差别，毕竟沙子的堆积，是靠风力迁移和重力沉降共同作用的结果，粒径小、质量小的容易迁移，而堆积在沙层的上部。在细沙的下部。则是粒径再大一些的粉沙、细沙和粘土混合物。再下面，也是粒径更大的粗沙、砾石、泥岩等碎石块，再往下就是原始的岩层了。
塔克拉玛干沙漠下面有什么？如果我们有能力将塔克拉玛干沙漠的沙子都挖光，首先看到的也是非常古老的岩层，其历史可以追溯到距今6000万年到160万年前，也就是裂解风化前的地表岩层。
在这层岩层之下，有可能分布着巨量的石油储油层，如果运气好，你甚至能发现超级大油气田。石油是一种沉积型的矿产资源，地球上哪里的沉积环境好，就有形成石油的可能，所以海洋以及近海区域发现油田的几率较大。
塔克拉玛干沙漠深处腹地，近年来我国在这里发现了众多油气田，为什么距离海洋这么远，还会有油田呢？究其原因，就在于历史上这里也是海洋。在4.4亿年以前的古生代，塔克拉玛干沙漠所在区域还属于古特提斯海，纬度不高，气候温暖，海洋生物量大，具备优异的沉积条件，在长达2亿年的漫长岁月中，为石油的形成提供了丰富的物质基础。
后来随着大陆板块迁移，联合古陆解体，非洲板块、印度板块向北漂移，古特提斯海被封闭起来，同时青藏高原隆起，使塔克拉玛干所在区域形成盆地，抵达的水汽量越来越少，气候越来越干燥。另外，这里地层相对稳定，没有大的褶皱，沉积环境没有受到什么破坏，原来形成的储油层就这么保留了下来，最终被沙漠掩盖。
只不过，塔克拉玛干沙漠之下的油气层，深度非常大，几乎都是数千米，有的甚至能达到8000米以上，这与中东地区、俄罗斯的浅层油气田相比，无论是探测还是开采，难度不知道大了几个数量级。
此外，在塔克拉玛干沙漠的下面，还拥有丰富的地下水资源，据科学家们初步测算，其水资源总量甚至比世界上水量最多的淡水湖－贝加尔湖还要多出好多倍。我国古代的楼兰古国，就是在众多雪山融水形成河流的滋养下发展起来的，后来随着地表河流的改道，失去了水源供给，楼兰古国才逐渐消失，最终生态环境发生彻底改变，沙漠逐渐蔓延至此。
不过，塔克拉玛干沙漠下面的地下水，开采起来难度也很大，毕竟很多区域埋藏很深。而且，沙漠地区的气候环境非常恶劣，特别是蒸发量十分旺盛，年平均蒸发量高达3300毫米以上，即使抽出地下水，在较短的时间内也会蒸发殆尽，不但不能从根本上改善地表的生态环境系统，而且会使地下水位降低、水量减少，从而影响到沙漠周边的生态环境，使干旱程度加深，从而助推沙漠的扩张，所以想用抽取地下水的方式，来治理塔克拉玛干沙漠或者重现楼兰古国，是根本不可行的。