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刘东生:揭开黄土古环境的奥密

来源:百科故事网时间:2017-08-05 15:25:01

刘东生1917年11月24日出生,1942年毕业于西南联合大学地质系,是我国唯一获得国际泰勒奖的人。2004年2月又获得我国2003年度最高科学技术奖;他是驰名中外的地质学家,被人们誉称为“黄土古环境研究之父”。人们很想知道他为什么对黄土产生了兴趣,并如此执着地研究了一生。他微笑而幽默地说:“黄土告诉我们大量的环境信息,它是我们的好朋友,我们到哪里都会想到黄土。和黄土打了许多年的交道,我们和他结下了浓厚的友谊。”中国的黄土结构松软,土力肥沃,有利于农作物的生长。这样的地理条件,在过去几千年以农业为主的中国,对人们的生存和繁衍,文明与进步有极其重要的影响,因此黄土高原成了中华民族的摇篮和发祥地之一。

平常我们所说的黄土是指黄色的尘土,而地质学讲的黄土特指形成黄土高原的沙土。它也可以认为是某种松散且软的岩石。与生物作用产生的土壤不同,它是风吹来的沙尘。这些沙尘全是大自然造作,塞外及戈壁地区昼夜温差太大,热膨冷缩,致使岩石开裂、剥落,加上风化产生碎粒。随着风力吹来吹去,碎粒相互撞击便逐渐变成了粉尘。中国的黄土堆积区域,就是长期“沙尘暴”的结果,甘、陕、晋、豫一些地区是盛行的下沉气流而有利于粉尘降落的地方。在我国自西向东清晰地可以看到茫茫戈壁———无际沙漠———起伏蜿蜒的黄土高原,而岩石颗粒逐渐变小的顺序。黄土堆积通常超过100米,甚至于达到400米厚。刘东生和他的同事们测定,中国黄土的分布面积约为63万平方千米,其中真正的黄土区大约为30万平方千米。欧洲、北美洲也有大面积的黄土,但其历史没有中国黄土那么长,保存状态也没有我国那么好。刘东生在黄土研究中有两大贡献:

刘东生

第一、揭开了黄土形成的漫长历史。中国的黄土是大风带着沙尘,日积月累形成的,所以黄土高原变得层层叠叠,每一层都记录着当年自然环境变迁的故事。地球上气候的冷暖一直是在变化着的。两次冰期总有一个温暖时期,这在地质学上叫做“间冰期”。6000年前地球刚走过冰期的高峰,倘若没有今天的人类活动引发的温室效应,差不多现在快进入下一个冰期时代。刘东生通过对黄土研究发现:过去260万年以来,地球气候至少发生过37次冷暖循环。他的证据就是黄土高原厚厚的土层中夹杂着一个个红色的条带,它是过去温暖时期有利于植物生长的古土壤,黄土则是干寒时代的风沙沉积。刘东生在上个世纪早中期就观测到了这一规律,他通过对黄土古土壤的研究,对第四期气候的“冷暖循环说”提供了事实根据。中国的黄土历史是非常遥远的,要对它追溯求源是非常困难的。

我国的地质学家、古生物学家和考古学家们对黄土层年代的研究,是一步比一步深入,成果是一次比一次重大。测定黄土层年代有许多种方法,常用的“C14”测年法自然是其中一种,但它只能测出不超过三、四万年的地层;“热释光”和“光释光”技术可以来测二三十万年以前的地层年代;古地磁测年法很先进,竟可以测几千万年历史的地层。另外,还有“氨基酸外消旋”的新方法,它是通过测地层里左氨基酸与右氨基酸的浓度比例,既可以知道黄土层形成的年代,还能判断当时的气温。在上个世纪50年代,刘东生和他的朋友们,判定中国黄土的年龄大约为260万年,这把黄土的历史倒推到第四期的早期。最近一些年轻学者利用先进的测量方法又把黄土年代推向2200万年之前。科学家们不遗余力地追寻黄土的历史,是为了更好地面对现实和预测未来。黄土研究已经为人类今天面临的环境问题,如黄土高原的沙土流失、沙尘暴的治理、河流的保护和合理利用提供了重要的决策依据。刘东生先生和他的同事们经过30年的艰辛求索,终于捧出一部《黄土与环境》的专著。这部著作被国内外同行们奉为难得的经典。

第二、穷追不舍,取得一个又一个的新成果。在两极、海底和陆地上,都保存着地球环境变迁的真实记录,这就是目前发现的三部关于地球气候的“史书”:极地冰蕊、海底沉积物和中国黄土。它们并列为古代地球环境研究的三大支柱。中国黄土记录的是区域气候变化的历程,它是否具有全球意义呢?20世纪80年代初,刘东生和他的同事一起,将黄土层和深海沉积物逐层对比,发现它们的结构是一致的。这一突破性的进展,是黄土研究的一个里程碑,是一大突破。中国黄土研究之所以被世人瞩目,就体现在这里。世界上只要一谈到陆地环境的变化记录就自然而然地想到了刘东生和中国黄土。正如一谈到海底沉积物和环境变化,就会想到美国的华莱士·布罗克一样。2002年泰勒环境科学成就奖,正是被这两位海陆环境变化研究的先驱者所分享。

刘东生从1964年起,参加领导了希夏邦马峰、珠穆朗玛峰、托木尔峰、南迦巴瓦峰等多次考察,为中国的高峰科学研究开创了一片新天地。青藏高原是怎样升起的,何时升到了何种程度,地质学家都重在从地质结构和地球物理学方面进行研究,而刘东生则另辟蹊径,利用黄土来追溯青藏高原的历史。黄土研究提示了黄土高原的形成与季风的关系,表明青藏高原———戈壁沙漠———黄土高原是一个成因上彼此相关的系统,其影响之大可以延伸到黄河的起源、华北平原的形成、黄海和渤海乃至北太平洋海底的充填堆积,这些现象的原动力都可以说由于青藏高原的隆起。黄土高原既是青藏高原隆起的产物,黄土的历史就是沙漠的历史,也是青藏高原的历史。青藏高原素有“世界第三极”的别称,找出它的成因对研究地球气候变迁具有十分重要的现实意义。刘东生给后人提供了难能可贵的精神食粮。刘东生虽已成果累累,声名显赫,但他从不满足现状,继续在科学的大道上驰奔。

1991年已是73岁高龄的刘东生竟然参加了南极科考队;1996年,78岁的刘院士又登上了北极的斯瓦巴德岛。2000年,82岁的他还随考察队去了南沙群岛,真乃为耄耋之年奋攀岳顶。2004年他获得国家最高科学技术奖之后,更是神采奕奕,精神抖擞,记者问他:

“您今年已经86岁高龄,您还想到黄土高原上去考察吗?”他笑呵呵地回答:“只要科考队的同行们准许,我一定会参加野外实地考察!”他还说:“今年我有两个愿望,一是想去看看黄土的发源地;二是想去青藏高原,再考察青藏高原是怎样隆起的。”这是多么大的豪言壮语;是多么令人敬佩的追索精神;是多么值得学习的高尚情操!愿刘东生老先生健康长寿,青春永存。
 

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