2017年6月6日星期二下午2:30,中国科学院地质与地球物理研究所刘嘉麒院士应在9001w以诚为本入口邀请,在玉泉路校区教六203报告厅,做了“科学与中国”院士专家巡讲团专场报告,题目是“第四纪地质与环境”。报告会由9001w以诚为本入口院长陈汉林教授主持,有80余位师生及公众听众参会。
刘院士的报告分为第四纪时间、第四纪特征、第四纪沉积物、第四纪地层与划分、第四纪地质年代学、第四纪科学的性质和任务展开。刘院士从第四纪的独特背景开篇,接着阐述了第四纪的特征,介绍了第四纪沉积物与地层以及地质年代学,第四纪地质与环境的研究方法和科学性质与任务。对“第四纪地质与环境”进行了系统且简明扼要的介绍。刘院士学问好,擅教学,席间,娓娓道来,引人入胜,让听者多有不虚此行、收获颇丰之感。“听君一席妙语,如读一本好书”用来形容刘院士的精彩讲座,或恰如其分。
刘嘉麒先生1941年出生于辽宁;1965年于长春地质学院地质系毕业;1986年获中国科技大学暨中科院地质所地层古生物专业博士;2003年当选中科院院士。
刘院士是著名的第四纪地质与火山地质学家,在第四纪地质及与火山地质学方面作了大量的系统性原创性工作,是我国火山和玛珥湖古气候研究领域的主要学术带头人。已发表论文200余篇(部),获得部级以上奖励6次。曾任长春地质学院地质系助教;辽宁省营口地质队地质技术员;中科院新疆地理所副研究员;中科院地质所副研究员、研究员、所长;英国开放大学地质系客座教授;现任亚洲湖泊钻探科学指导委员会副主席;国际第四纪研究联合会地层学专业委员会副主席;国际第四纪研究联合会火山与火山灰年代学专业委员会常务委员;中国第四纪研究委员会暨中国第四纪科学研究会主任、理事长;中国火山学会副理事长;中国地质学会副秘书长。
刘院士介绍说,地球自诞生起,从冥古宙、太古宙、元古宙到显生宙,经历了约46亿年的演变,到最近的260万年前进入第四纪。第四纪是地球演化的最新地质时期,相对于漫长的地球历史,第四纪仅仅是短暂的一瞬。
最初,人们把地壳的发展历史分为第一纪(原始纪)、第二纪和第三纪3个大阶段。1829年,法国学者J.德努瓦耶(Jules Desnoyers)在研究巴黎盆地的地层时,把第三系上部的松散沉积物划分出来命名为第四系,其时代为第四纪。随着地质科学的发展,第一纪、第二纪、第三纪因细分成若干个纪被废弃了,仅保留下第四纪的名称。1839年,英国著名地质学家C.莱尔(1797~1875)把第四纪分成了更新世和全新世。
第四纪时期,地球发生了天翻地覆的变化:构造运动活跃强烈,地震火山喷发频繁发生,最突出的是气候和生物界发生了剧烈变化,出现了地球历史上的第三次大冰期,出现了前所未有的人类。是的,人类就是在漫长地球历史中第四纪这短暂的一瞬间出现的。第四纪,这短暂的一瞬,如此重要。
第四纪沉积物广袤且类型丰富,陆相的如构筑古丝绸之路的黄土、塔克拉玛干沙漠的风沙等风成沉积;沼泽里的泥沙、泥炭、膏盐、硅藻与河流作用形成的冲积物、洪积物、泥石流、冰水堆积物等水成沉积;冰川作用形成的冰碛物及冰缘等;红土等风化壳残积物;岩溶等洞穴堆积物;泥炭等生物堆积物;火山灰、火山碎屑、熔岩等火山堆积物;海相的有泥沙等物理沉积物、碳酸盐等化学沉积物、珊瑚、硅藻等生物沉积物等。这个世界因有第四纪沉积物而变得更加迷人,更加多姿。人类就多在这广袤而丰富的第四纪沉积物上繁衍生息、不断繁荣。
时间是一切事物存在的基本形式。时间是普遍的,客观的,绝对的。宇宙中没有什么事物不受时间支配,他们依赖时间是无始无终的。世界不是由现存事物构成, 而是各种过程的总和。 时间是宇宙物质成分及其位移的构成物,是表述存在和运动过程的始终及持续性的物理量。时间对于地学而言,与空间一样,处于极为重要的地位。地学最主要的方法就是“将古论今”与“将今论古”,由此便可见其一斑。
对于第四纪而言,确定时间年代是研究地质环境问题的基础。随着时代发展,科技进步,目前第四纪定年方法有岩石地层法、生物法、磁性地层法、考古法、同位素定年法等。岩石地层法包括通过地层层序、阶地构造期次、沉积纹层、岩溶纹层、火山灰标志、黑曜岩脱水等来确定年龄;生物法则包括通过化石、花粉、珊瑚、树木年轮、地衣生长、氨基酸消旋、岩石漆等来确定年龄;磁性地层法则包括通过磁性倒转、极性漂移、长期变等来确定年龄;考古法则可通过文化古迹、历史文献等来确定年龄;同位素定年法则包括通过放射性同位素法、宇宙成因核素法、核辐射效应法等来确定年龄。沉积地层应用某种定年方法来确定年龄,可根据结果将地层划为相应类型的地层。如用生物法来确定地层年龄,则可按沉积物中所含生物化石和植物孢粉对地层进行划分。要特别注意时间年龄分为相对年龄与绝对年龄两个概念,不同的定年方法有不同的测年范围与时间分辨率,每一种定年方法都具有一定的适用性和局限性。第四纪因时代新,年龄小,故定年方法的精度和精确度要求高,因此相应的实验条件也水涨船高。
第四纪是地球演变的最新时期,第四纪科学是地球科学中最活跃的一个分支,它承袭了传统的地球科学,又与现代科学技术的许多新领域新进展紧密关联。从圈层相互作用到全球变化,从地学、生物学、气候学、天文学等自然科学到人类学、人文学和社会可持续发展,当今人类社会面临的资源、能源、环境、灾害等许多问题无不与第四纪科学相关。解决这些重大问题是第四纪科学工作者责无旁贷的历史责任和社会责任。第四纪科学有时又被称为表层地球科学,即研究大气圈底层、生物圈、水圈和岩石圈顶部的科学,其研究的走向是向着精细、集成、系统化、全球化和社会化发展。
气候环境全球变化是第四纪科学研究的主要课题:气候是一种自然现象,它无时无地不在普惠和影响着自然界和人类社会,整个世界都要接受它的洗礼,万物要在它的考验下决定生死存亡。从总统到百姓,气候问题受到全社会的普遍关注,几乎找不到哪种事物比气候作用更广泛更重要。第四纪科学既要研究古气候又要与现代气候相结合。探讨气候变化原因和规律。
人类伴随着第四纪而生而长,这自然也就成为第四纪研究的一个重要方面,于是人类学和人文学,特别是探讨人类起源与发展的考古学与第四纪科学密切相关。
环境演变促进了人类进化,人类生存和发展又反过来作用和影响环境。随着人口的不断增加,人类活动的广度和深度不断扩大,城市化和工程化加速,作用地球的面积超过50%,消耗的资源能源和产生的废气废物急剧增长……人类活动已成为巨大的作用力改变着地球的面貌和生态环境,当人类活动超越了自然营力,破坏了自然平衡,违背了自然规律,就必然引起异常的自然现象,产生严重的自然灾害。因此,人类和自然如何协调发展是第四纪科学必须深入研究探讨的课题。
地球这颗巨大行星,无论是时间演化,空间发展,物质组成,还是运动能量,都构成了一个完整系统。地球科学是门系统科学,地球系统科学又在更大的范畴内把地球科学与人类学、生物学、环境学、天文学、动力学等联系一起。许多重大问题,需要多学科综合研究。第四纪科学研究最容易也应该将地球表面各个层圈,各种自然作用,各个学科联系起来。
目前只发现地球上有海洋,有人类;也许,正是有了海洋才有了生命,有了人类。地球上发生的一切自然现象几乎都与海洋有关。海岸, 滩涂是连接陆地和海洋的纽带,有着广阔的空间和丰富的资源,又与气候环境演变密切相关,是第四纪科学研究的重要领域之一。
任何一门科学的最终归宿都是要服务于社会,造福于人类,反过来,越是对社会有用的科学越有生命力,第四纪科学也不例外。人类在利用保护自然资源、环境的活动中和进行各项工程建设中,遇到的许多问题都与第四纪科学有关。例如水资源的探寻与开发,土地利用与保护,自然景观的价值与应用,大型工程(城市、机场、码头、矿山、水库、工厂、道路等)的选址与建设,滑坡、泥石流、荒漠化等自然灾害的防治……都需要第四纪科学对其做出贡献。
在讲座最后,刘院士给后辈晚生们如是叮嘱,如是激励:当今科学,尤其是地球科学到了大变革,大创新的时代。已经持续数十年,数百年的理论与认识,有的已经老化,有的已过时。急需有新的理论,新的方法去解决。墨守成规是没有出息的,创新正当时!中国有丰富多彩复杂多变的地质遗迹和自然环境,又有难以比拟的人类历史和人类活动,这些都是创新第四纪科学、地球科学的重要源泉,现在应该,也有条件,有能力为地球科学做出创新型的贡献,而不能仅陶醉于发表几篇文章,得什么奖!
刘院士,时76岁,虽年逾古稀,仍奋斗在科研与教学的第一线,身体依然硬朗,这与刘院士豁达的心胸是分不开。刘院士激励后辈勇敢前行,努力超越前人,踏实做好科研,很给后辈学生和中青年科研工作者长心气!刘院士的报告不仅仅普及了第四纪方面的科学知识和思维,提高了大家的科学素养,而且激发了大家对时间和空间的思考,激发了大家为建设国家贡献才华的热情。听刘院士一场讲座,既涨知识,又涨志气,受益匪浅,不枉此行。
(撰稿人: 江奇达 王华军)