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驰骋乾坤竞求索
——2013年中国地球科学领域热点新闻事件盘点

2014-01-02      来源:中国矿业报     作者:申文静
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  编者按:我国拥有960万平方千米的陆地和300万平方千米管辖海域,这是中华民族的生存空间。地球科学对这个生存空间的认识、开发利用和保护,是我国独立自强的基础。《国家“十二五”科学和技术发展规划》提出,要加强对深海、深地、深空“三深”,以及南极、北极、青藏高原“三极”的科学考察。在这其中,纵横几万里,上下数亿年的地球科学作为先导性、全局性、基础性和综合性学科的地位愈益突出。

  2013年是不平凡的一年,这一年我国地球科学领域上演了“入地探测”、“蛟龙下潜”、“嫦娥登月”等多场大戏,在学术交流、理论研究、科学探索等多方面取得了丰硕成果。在此本报对刚刚过去的2013年中地球科学领域的热点新闻事件进行了梳理,以飨读者。

  我国三大世界地质公园遭黄牌警告

  1月9日,我国3个具有世界地质公园殊荣的著名景区——湖南张家界、江西庐山和黑龙江五大连池,在联合国教科文组织4年一次的世界地质公园评估中,因在“向公众科普地球知识”等方面有所不足,被给予黄牌警告。

  点评:“地质公园”一词最先由我国地质学家提出,我国地质公园的发展一直走在世界前列。但一些地方在地质公园方面为了获得这块“招牌”重评选和创收、轻保护和科普,违背了其存在的价值和本意。从某种角度来看,联合国教科文组织的黄牌警告对我国地质公园建设来说并不是件坏事。它在敲响警钟的同时督促我们要知耻而后勇。

  中国学者挑战“地幔羽”假说

  同济大学海洋与地球科学学院周怀阳教授作为第一作者,联合美国伍兹霍尔海洋研究所迪克教授共同撰写的《支撑马里安隆起亏损地幔的薄洋壳证据》,登上2月14日出版的国际顶尖学术期刊《自然》杂志。

  该论文聚焦西南印度洋底一段绵延3100千米长的隆起地表,通过洋底实际密集采样发现,广泛分布于这一隆起地表的并非人们通常认为的因高温导致火山岩浆涌出而形成的玄武岩,而是代表地幔的橄榄岩。这一研究成果对40多年前外国学者提出并沿用至今的“地幔羽”假说提出了挑战。

  点评:科学是在不断质疑、否定、再进一步获得证实中逐渐被完善的。人类生活在地球上,对脚下这片土地的认识还十分有限。沿用至今的“地幔羽”假说在面对特殊具体情况时也显得有些苍白。这篇整整用了3年时间研究和写作的论文令地球科学界感到振奋,被认为是给“地幔羽”理论“钉上了最后一根棺材钉”。英国剑桥大学教授麦柯勒伦称,如果这个对印度洋洋中脊地质观测的解释是正确的话,将对人类深入理解地幔具有重要意义。

  树蛙研究为板块撞击理论争论提供新证据

  在中科院昆明动物研究所张亚平院士与得克萨斯大学奥斯汀分校David M. Hillis院士的指导下,成都生物研究所副研究员李家堂等通过对树蛙类物种的生物地理学研究,揭示了渐新世时期印度板块和欧亚板块之间存在着快速的物种交流。树蛙进化研究支持最终碰撞时间在3500万年前。2月份,该研究在线发表于美国《国家科学院院刊》,被认为是生物学和地质学交叉合作研究的精彩范例。

  点评:印度板块和欧亚板块的撞击事件被认为是目前地球上最大和最积极的造山运动。但对于该碰撞事件的碰撞时间和模式至今仍备受争论。准确界定两大陆的碰撞时间和模式,无疑对研究高原隆升、全球气候和环境的变化都具有非常重要的意义。这项对树蛙的研究也再次证明了生物地理学已成为重构地球历史的重要手段。

  “阶梯式发展理论”引起广泛关注

  全国政协原秘书长、原地矿部部长朱训在长期地质工作和矿产勘查实践中,总结出了一套独特的找矿理论,并出版了《找矿哲学概论》一书。近年来,他根据地质构造的阶梯式分布原理,运用马克思主义哲学观,提炼出“阶梯式发展理论”。该理论表明,科学世界物质运动和人类的认识过程不是简单地直线上升式向前发展,其发展是有阶梯性的,是从一个台阶上升到一个更高的台阶,各个台阶之间的界限是分明的。

  “‘阶梯式发展理论’具有重要的理论价值和实践意义。”在2月23日举行的“阶梯式发展理论”研讨会上,与会者达成普遍共识并一致希望,通过这次研讨会将“阶梯式发展理论”进一步推广、丰富、提高,并使其广泛运用于经济社会发展实践。

  点评:哲学不仅能帮助我们形成科学的世界观、人生观、价值观,在实践工作中也同样具有重要的指导意义。“阶梯式发展理论”引起了中央党校理论工作者以及地学哲学领域研究者的高度重视。它不但发展了马克思主义的认识论,丰富了马克思主义的哲学,同时它从哲学意义和方法论的角度提出了实现科学发展的方式和路径,将为我们各方面的工作提供坚实的理论基础。

  中美学者揭示特大地震破裂规律

  中国科学技术大学教授姚华建与美国加州大学圣地亚哥分校科研人员合作解开全球俯冲带特大地震破裂规律。相关研究成果发表在2013年3月19日出版的国际著名学术期刊《美国科学院院刊》上。专家认为,这对于认识大地震破裂的物理机理、地震预警及海啸预警具有重要意义。

  科研人员研究了本世纪发生的4个震级最大的俯冲带大地震,首次系统地揭示了随深度变化的地震破裂能量释放与断层移动量及早期余震空间分布的关系。

  点评:地震预警之所以困难,很大原因是我们对它的了解还不够。只有对地震发生的规律有足够的认识,人类才能有效地应对这一自然灾害。该研究揭示了俯冲带大地震破裂的规律,有助于我们认识地震破裂的机理。而要取得有效的地震和海啸预警作用,还需要科学家开展进一步的研究,弄清背后的机制。

  我国第29次南极科考队凯旋

  4月9日,圆满完成各项度夏科考任务的中国第29次南极科考队,乘坐“雪龙”号极地科学考察船顺利返回位于上海浦东的极地考察国内基地码头。

  中国第29次南极科考队历时156天,4次成功穿越西风带并首次到达南纬75°7.2′,开创了我国船舶航行最南纬度地区的新纪录。此次考察通过三维雷达图像找到南极冰盖由底部快速“生长”的直接证据,并实现冰穹A试钻深冰芯第一钻等多项突破性进展。

  点评:本航次的大洋考察是我国“南北极环境综合考察专项”正式实施以来的第一个南极考察航次,共计获得6个断面64个站位的数据和样品,在参加人数、考察项目、时间、航程、质量和覆盖范围等方面,均创造了我国南极考察南大洋调查近30年来的新纪录。特别是作为地球科学前沿的冰芯科学钻探,其取芯成功标志着我国向冰芯研究强国的目标迈出了重要一步。

  中国成为地科联最高级别会员

  国际地质科学联合会主席罗兰德·欧伯汉斯利教授4月上旬致函中国地质学会常务副理事长孟宪来教授,批准中国成为地科联八级即最高级别会员。国际地质科学联合会成立于1961年,是全球地质科学级别最高的国际学术组织。

  点评:从1976年国际地科联正式恢复中国的合法会员席位,到2012年底国际地科联秘书处迁址中国,再到这次中国成为最高级别会员,无不体现着国际地科联和国际地学界对中国同行的信任。这也充分表明,中国作为一个负责任的大国对全球地球科学发展的极大关注和坚决支持,这也必将增强中国在国际地学领域的影响力,提升中国科学家在国际地科联以及相关附属组织的参与程度和话语权。

  我国实施“地壳探测工程”的条件已经具备

  “专项的全面实施和预期成果的取得,为启动‘地壳探测工程’奠定了坚实基础,可以说‘地壳探测工程’实施的条件已经具备和成熟。”在4月16日召开的深部探测技术与实验研究专项2012年度成果汇报交流会上,国土资源部副部长徐德明充分肯定了深部探测专项5年来取得的成果。

  据了解,在财政部、科技部的支持下,国土资源部于2008年全面启动了“深部探测技术与实验研究”。作为“地壳探测工程”的培育性研究计划,该专项是我国目前实施的规模最大的地球深部探测计划。

  点评:5年来,国土资源部联合教育部、中国地科院、国家地震局、国家自然科学基金委员会等部门及科研单位和企业的近万名科技人员初步建立了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,开创了深部探测领域多个第一,加快了我国从地质大国向地质强国迈进的步伐。事实证明,我国深部探测能力已经与国际相当。

  “钓鱼岛石”首次在公众面前亮相

  4月22日,作为国土资源部第44个世界地球日主题宣传示范活动之一的《地海漫诗》海洋科普专题展在中国地质博物馆开展。本次展览上,由我国海洋科研人员发现、经国际矿物协会正式命名的“钓鱼岛石”首次在公众面前亮相。

  据了解,“钓鱼岛石”是1982年由中国科学院海洋研究所申顺喜等研究人员在我国钓鱼岛附近的海底表层沉积物中发现的一种新矿物。1985年11月国际矿物协会新矿物及矿物命名委员会根据其产地,命名该矿物为“钓鱼岛石”(diaoyudaoite)。

  点评:因为发现地的特殊性以及新矿物的缘由,这颗小小的石头吸引了不少人的目光。无论从政治上还是从科学上讲,时隔30年,它在公众面前的首次亮相或多或少还是传递出一些象征性信号。

  中美开拓地学交流合作新模式

  中国地质学会、美国地质学会6月17日~19日在成都共同举办第一届联合学术会议。会上,两国地质学家就14个专题开展了学术交流。国土资源部副部长、中国地质调查局局长汪民指出,两国地质学会开拓了合作新模式,具有里程碑意义,希望这样的会议能够坚持下去,发扬光大。

  点评:美国是世界地质强国,中国是发展中的地质大国。中美两国尽管相距遥远,但脚下这片大地是相通、共存的。面对全球工业化、气候变化和地质灾害等问题,两国地学工作者有着广泛的兴趣和合作领域。毋庸置疑,携手合作将进一步推动地球家园永葆青春。

  立方氮化硼首次在自然界中被找到

  据物理学家组织网8月6日报道,国际矿物学协会正式承认了一种新的矿物——立方氮化硼。它由美国、中国和德国的地质学家组成的国际研究团队于2009年在自然界中找到,并被命名为“青松矿”(qingsongite),以纪念在发现过程中做出杰出贡献的已故中国地质科学院地质研究所研究员方青松。在此之前,该矿物只能在实验室中合成。青松矿的独特之处在于,它是第一种被发现的在地球深处极端条件下形成的硼矿物。

  点评:青松矿等超高压矿物的发现表明,大量地幔矿物及与其相伴的铬铁矿,由大洋扩张脊下的地幔携带上涌至浅部。这一发现,对目前国际流行的铬铁矿浅部成因观点提出了新的解释,并将影响到对蛇绿岩和洋壳地幔成因的认识。立方氮化硼是一种重要的技术材料,具有高密度的特性,硬度可媲美钻石,常被用作磨料和刀具材料。目前,国内立方氮化硼材料生产厂家很多,产量也不少,但高质量的不多。立方氮化硼在自然界中被找到,有望将其应用推向新的阶段。

  我国首次发现侏罗纪多瘤齿兽类哺乳动物

  8月16日,中国地质科学院召开新闻发布会透露,中美两国科学家在辽宁首次发现被称为“中生代的啮齿类”的侏罗纪多瘤齿兽类哺乳动物。这一发现对于研究多瘤齿兽最早期的演化、食性分异、运动适应起源等具有重要的科学意义。国际著名学术杂志《科学》报道了这件产自中国辽宁建昌1.6亿年前的具有完整齿列和骨骼的多瘤齿兽类哺乳动物化石。新发现的哺乳动物被命名为“欧亚皱纹齿兽”(新属、新种)。

  点评:多瘤齿兽是绝灭的哺乳动物的一个重要类群。新发现的化石标本是已知最早的完整保存了头骨、头后骨骼和齿列的多瘤齿兽化石。欧亚皱纹齿兽的踝骨具有惊人的灵活性。通过对它的研究,古生物学家们可以追溯后期多瘤齿兽多种运动适应方式如爬树、陆地上奔跑、掘穴的起源。新发现的化石为晚侏罗世时期欧洲和亚洲的哺乳动物具有高度相似性提供了最新的证据。

  “蛟龙”号2013年试验性应用航次完美收官

  在我国南海冷泉区与蛟龙海山区、中国大洋协会东北太平洋多金属结核勘探合同区和西北太平洋富钴结壳勘探区圆满完成科考任务的“蛟龙”号搭乘母船“向阳红09”船于9月19日顺利返航,抵达江苏省江阴市苏南国际码头。通过三个航段总共21次下潜、搭乘科学家14人次,“蛟龙”号在不同海区、不同地形、不同深度进行近底航行、拍摄高清影像、取样、勘查海底资源环境,并作对比研究,取得了丰硕成果。

  点评:对于拥有300多万平方千米“蓝色国土”的中国来说,深海蕴藏着无尽的宝藏。“可下五洋捉鳖”的“凌云志”此时得到了诠释。“蛟龙”号2013年试验性应用航次的顺利完成,成功迈出了“蛟龙”号转入应用阶段的第一步,潜水器的性能状态也得到了全面检验,获得的大量资料、视像和样品,为今后的进一步研究积累了第一手资料。特别是“蛟龙”号对富钴结壳矿区实施的调查,走在了国际深海科考的前沿。然而,着眼未来,中国载人深潜事业的发展依然任重道远。

  我国两处地质公园加冕“世界”头衔

  9月9日,在第三届亚太地质公园研讨会上,联合国教科文组织世界地质公园网络执行局(GGN)的负责人尼古拉斯·邹若思宣布,湖北神农架、北京延庆等10家地质公园被GGN接纳为新成员。至此,湖北神龙架地质公园和北京延庆地质公园正式成为我国29处世界地质公园中的新晋成员。

  点评:世界地质公园是以既具有特殊地质科学意义,又具有较高美学价值的地质遗迹为主体,并融合其他自然与人文景观而构成的自然公园,是更具有国际重要性、稀有性的地质公园。两处地质公园的升级有望在保护地质遗迹、普及地学科普知识和促进地方经济可持续发展方面起到促进作用。

  我国确定以《诗经》命名大洋海底地名

  9月上旬,大洋海底地理实体命名体系方案通过专家审议,我国汉族文学史上最早的诗歌总集《诗经》成为大洋海底地名命名体系,《风》、《雅》、《颂》将被作为命名主线。国际海底的命名方式显现出中国传统的民族文化。

  点评:对新发现海底地形、地名的命名,不仅可以提高我国在该领域的国际影响力,还能塑造国家形象及宣传国家文化。海底地形命名不仅涉及各沿海国管辖海域及管辖范围以外海域的多方权益,而且凸显各国在海洋调查领域的国际影响力。以《诗经》作为大洋海底地名命名体系,被形象地称为给大洋海底烙上“中国印”。

  30家地质公园获评“中国最美”

  由3700多万名网民、游客参与投票评选的全国首届中国最美地质公园最终名单9月16日正式出炉。内蒙古阿拉善沙漠地质公园、云南石林国家地质公园、河南嵩山国家地质公园等30家地质公园榜上有名。

  点评:我国地质公园数量之多、风景之美、影响之大,位居世界前列。中国最美地质公园的评选将有力推动我国地质公园事业发展,扩大地质公园的影响,普及地学科学知识,活跃地质旅游市场。作为大自然赋予人类的宝贵财富、历史留给今人的珍贵记忆,地质公园将成为人们在游山玩水过程中了解地学知识的天然“课堂”。  

  我国最大侏罗纪恐龙化石获称“鄯善新疆巨龙”

  我国迄今发现的最大的侏罗纪恐龙化石10月10日在其发现地——新疆鄯善正式被命名为“鄯善新疆巨龙”。“鄯善新疆巨龙”形体巨大,体长30余米、体重约30吨,生活在距今1亿6千多万年的中侏罗世晚期的齐古组,是我国迄今发现的保存最为完整的恐龙骨架化石。

  点评:“鄯善新疆巨龙”首次刷新了中国侏罗纪大型恐龙的纪录。它的发现,不仅为中国侏罗纪恐龙大家族增添了一个新的重要成员,为研究新疆恐龙动物群的组成与演化提供了新的资料,还为深入研究新疆侏罗纪古地理与古气候提出了新的思路。

  万米大陆科学钻探专用钻机启运

  10月15日,我国首台万米大陆科学钻探专用钻机“地壳一号”正式从四川启运,前往大庆地区执行“松辽盆地白垩纪大陆科学钻探”、“深部大陆科学钻探装备研制”等多项科学研究任务。这标志着我国地球深部探测“入地”计划取得阶段性重大进展。“地壳一号”是我国首台万米级别的科学钻机,也是亚洲探测能力最深的大陆科学钻探设备。

  点评:大陆科学钻探工程在促进我国地球科学理论的发展和地球探测技术水平的提高方面具有十分重要的意义。作为目前我国最大的地球深部探测科学计划——“入地”计划的一部分,“地壳一号”承担的万米科学深钻项目,将为我国地球科学家寻找地球深部矿产资源、了解深层地下结构提供保障,同时还可为精确揭示地球的活动性,为地震等严重地质灾害预警提供可靠依据。

  全球尺度地球化学国际研究中心申报成功

  11月13日,联合国教科文组织第37届大会以表决方式通过决议:在位于中国河北廊坊的中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所,建立全球尺度地球化学国际研究中心。该中心致力于元素周期表上所有元素及其化合物在全球尺度上的含量与分布、基准与变化研究,为全面了解地球资源分布和全球环境变化提供基础知识与数据,为政府在矿产资源与生态环境等领域的全球可持续发展提供决策依据,促进发达国家与发展中国家知识共享。

  点评:该中心的建立对于提高我国在全球资源环境领域的国际话语权、加强科技软实力建设具有重要意义。以此为标志,众多知名国际地学专家的一个宏大愿望——为地球绘制一张“基因图”,也将进入系统实施的新阶段。

  科学家首次证实盐碱土能吸收二氧化碳

  中科院11月26日透露,中科院新疆生态与地理研究所的科学家首次证实:荒漠盐碱土能够大量吸收二氧化碳。同时,科学家发现,它们的“最终归宿”是干旱地区地下咸水层。这不仅为困惑科学家20多年的“消失的碳排放”谜题给出了答案,也为我国碳排放国际谈判提供了新依据。

  点评:全球碳平衡是全球气候变化研究的核心问题。20多年来,各国科学家为寻找“碳黑洞”相继研究了海洋、森林、草地、农田、湿地和土壤有机碳,但一直毫无头绪。专家表示,这项研究在解决二氧化碳失汇问题的同时,开辟了全球碳循环研究的新方向,为进一步研究增加土壤碳库以换取工业二氧化碳减排做出了重要贡献。

  “海洋六号”凯旋

  11月6日,中国科考船“海洋六号”搭载我国6000米无人无缆潜器“潜龙一号”抵达位于珠江口的广州海洋地质专用码头,这标志着中国大洋第29航次科学考察和中国地质调查局首个大洋航段调查胜利结束。这次航行科考队首次对位于西太平洋我国结壳勘探矿区,即采薇海山示范区进行多手段详细勘查,为结壳资源评价和下一步工程勘探提供了详细资料。另外,本航次还对“潜龙一号”进行了试验性应用以及应用性海试。

  点评:在建设海洋强国梦的召唤下,这艘目前世界上第一艘配置较完善的综合地质地球物理调查船肩负着沉甸甸的使命在深海大洋中一次次远征又一次次满载收获凯旋。此次科考不但利用先进的设备在太平洋开展了近底微地形地貌和浅地层测量、深海浅钻取样、柱状取样、箱式取样等调查,还赴东太平洋和中西太平洋海域,开展资源、环境、生物等调查,为维护我国在国际海底区域矿产资源权益提供了服务。  

  深部探测专项在美国举行专场新闻发布会

  我国地球深部探测专项专场新闻发布会12月9日在美国地球物理年会新闻中心举行。发布会上,该专项首席科学家董树文研究员介绍了深部探测专项的研究背景和主要进展,特别是科学发现和技术进步。董树文在回答美国记者的提问时表示,中国深部探测专项是一个开放的项目。在过去5年的实施过程中,国际合作的联合探测等数据已经不断地实现了共享。此外他表示,中国的深部探测专项仍然在学习美国等先进国家的经验,而且进口美国的探测仪器,这是实情,但是,中国组织了多学科联合探测的模式,这与美国是不同的,具有集成优势和后发优势。

  点评:美国地球物理学会是世界上最著名的地球科学学会之一,每年的秋季年会规模均达到2万人左右,成为世界上规模最大、层次最高的地学交流会。而在美国地球物理学会年会上举行中国科研项目的新闻发布会这还是第一次。另外,开放、平等、协作的研究作风无不彰显着中国科学界的胸怀。

  嫦娥三号探测器成功实施月面软着陆

  12月14日21时11分,嫦娥三号探测器在月球正面的虹湾以东地区着陆,标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。之后,“玉兔”号月球车驶离着陆器,将在月面进行3个月的月面巡视勘察、月表形貌与地质构造调查等一系列科学探测,着陆器则在着陆地点进行原地探测。

  点评:月球是地球惟一的天然卫星,而且相对于太阳系内的其他卫星,其地位格外特殊。月球可作为人类深空探测、飞向其他星体的起点,它自身也是一个能源资源库。因此,探索月球具有重大的科学价值和经济价值。嫦娥三号探测器成功实施月面软着陆,再一次开启我国航天事业的新篇章,我国科学探索向“三深”方向发展的趋势也又一次是到诠释。

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