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中国科学院院士翟明国:地球40亿年后面临“死亡”,移民火星是美国胡扯

时间:2019-08-25 22:12:48 网易

采写|闫妍

采编|章剑锋

出品|网易科技《科学大师》栏目

人物简介

翟明国,1947年生人,前寒武纪与变质地质学家、岩石学家,从事前寒武纪地质、变质岩石学和地球化学研究,以及火成岩岩石学的研究工作。针对早期陆壳的形成与增长、早期大陆壳的结构与成分、前寒武纪与显生宙变质作用和大陆动力学机制的异同等前沿核心科学问题,集中研究华北陆块以及相邻地区,取得了系列国际领先成果。

1999年,中国科学院地质研究所和中国科学院地球物理研究所整合组建成中国科学院地质与地球物理研究所,翟明国担任副所长;2000年担任中国矿物资源探查研究中心主任;2001年12月,中国科学院矿产资源研究重点实验室成立,翟明国担任实验室主任。2009年,当选中国科学院院士。现任中国科学院地质与地球物理研究所研究员、中国科学院大学资深讲座教授、浙江大学和西北大学讲座教授等。

精彩锦集

在翟明国位于中国科学院地质与地球物理研究所的办公室里,墙根下摆着一溜儿的石块,他起身翻开其中一个硬板纸盒子,里面还是一块石头。

翟明国办公室内收藏的38亿年的石头

这时的地球开始进入显生宙(地质时期划分,最老的冥古宙,接着进入太古宙,接着进入元古宙,再进入显生宙)

“这个石头, 年龄(距今)38亿岁,”在网易科技《科学大师》记者的讶异声中,翟明国说,“你们可能看着不觉得珍贵”。

天津快3在翟明国这样的地质学家眼里,衡量一块石头珍贵与否,标准与普通人有所不同,他们看的是石头的年龄和“出身“”,而不是其他表面现象,“我们看的就是哪个石头能更好地折射地球的历史。”

1966年,文化大革命爆发,18岁的翟明国离开父母,从北京远赴新疆,在新疆伊吾军马场度过了五年的牧马生活。“苦的时候,我一个人在山上,没粮食吃,断顿了,只能吃马料。”那里自然条件恶劣,冬天气温可达零下30-40℃,翟明国曾在外出放马时遇到暴雪飓风,马群顺风奔跑,迷失了道路,最后被连长带人寻回,才脱离了险境。

早年这段极度吃苦的经历,在翟明国眼里是自己后来从事地质科研野外考察的学前教育和拓展训练。经济发展了,物质条件越来越好,现在搞地质科研,据他说,已不是原来大家想象的那种“地质队员之歌”的状况,风餐露宿、爬冰卧雪的日子越来越少,没有太多的“艰苦奋斗”可宣扬。

翟明国开始研究石头,是上世纪70年代的事情。他说,他相信,“是社会选择你,而不是你选择社会(专业)”。每个人都盯着自己将来的待遇、生活条件和个人发展来选择专业,应该没有太多成功的例子。

当年,新疆招收工农兵学员,他凭着在人大附中毕业的底子,抓住了人生中的另一份机会,考上了西北大学地质学专业,最终成为了著名的地质学家。

一般人对于地质专业的理解,更多是停留在电影中的顶狂风深山勘察、冒冰雪钻探石油的场面,或者是老一代著名地质科学家李四光的传奇故事,对这个领域所知不多。但这个专业在翟明国的语境中,却是自有风景。

天津快3在他的讲解中,整个人类的历史,乃至整个地球生命的原点,都离不开一块块看似“寡淡”,却又包罗万象的石头。

“地球有个名字叫硅酸盐星球,硅酸盐就是石头。地球就是一块石头,人就是在石头上生活,地球是万物之本,实际上石头也是万物之本。所以它(地质、岩石专业)怎么能不重要呢?当然重要。”

翟明国是国内前寒武纪地质研究的代表性人物、学科带头人之一,主攻前寒武纪地质学、变质地质学和岩石学研究,揭示距今四十多亿年前地球的起源、生命的起源、大陆的起源等奥妙。

地球现在的年龄是46亿岁,前寒武纪占了地球历史(年龄)的将近90%时段,以肉眼可见的动物出现为标志,这时的地球开始进入显生宙,而寒武纪是显生宙的第一个纪元,以三叶虫为代表,迎来了地球生命的大爆发。

“我们强调的就是,地球本身是有生命的,有生有死。地球演化是不可逆的,是进化的过程。整个地球进化是通过重大的地质事件实现的,每个重大事件的周期会延续百万年或更长,虽然在地球漫长的地质尺度的历史上,仍是突变事件。这些所有大的事件群,都不能重复,每次都不一样,都有变化。因为有了这样的洋陆结构、地质构造、地球环境的变化,它导致的岩浆、沉积、构造形态和氧化还原状态的表现也都不相同。矿产资源是具有经济价值的石头,各种石头包括矿产资源是地质事件的物质表现,矿产资源是千姿百态的,包括了液态(如石油)的和气态的(如天然气),成矿作用总体上在地球的演化进程中也不能重复。”

翟明国团队在国际前寒武纪学界率先提出这个理论的同时,还指出,应该对传统地质学“将今论古”原理,进行发展和修正。

“将今论古”是用现在的地质现象当做研究过去地质过程的钥匙。但据翟明国的研究角度看,地球进化从“古“到“今”是不一样的,有着质的变化,因此简单的将今论古是不准确的,应该认真比较今古的差异,用演化的观点来理解过去的地质过程。

天津快3翟明国认为,如果把大陆演化的研究比作地质考古,有相似性,但它研究的对象是地球行星的形成和发展,要比(文物)考古要难得多,很多以前的历史摸不着、看不见,需要更多的考察、观测、实验、模拟的综合研究。

伴随着这一理论主张的提出,翟明国长期致力的华北克拉通研究(克拉通,就是稳定的古老陆块),也在国际学界日益具有学术“显示度”。他是第一个找到华北早前寒武纪高压麻粒岩标本的科学家之一。在他的研究中,华北地区拥有世界上保存较好的古陆块,地质年代超过38亿年,“记录了几乎所有的地球早期发展的重大构造事件,并在中生代又发生了减薄与活化。”

天津快3翟明国团队的研究,取得了两项领先排名:一项是在世界地球科学领域504个研究前沿中,排名第2位(基于科学指标数据库的2017年统计),另一项,是在中国自然科学基础研究领域44个研究前沿中,排名第1。这两项排名都是连续了数年。

一个不可回避的问题是,这些研究有什么用吗?

“自然科学一般分为基础科学和应用基础科学。许多基础科学的研究至少在一定的时期内不能完全成为应用基础科学,应用基础科学理论转化成应用技术也需要一个过程。此外,基础科学中还有一类是认知科学,就譬如你要了解人从哪儿来的,到哪去,地球怎么形成和演化的,它的将来和归宿是什么。这个领域是基础的基础,但它是必须有人做的。如果告诉你再过十几亿年,地球就没水了,再过四十多亿年,地球就跟月球一样,成为一个僵死的星球。这是人要认知,要了解它的。认知科学是科学中必不可少的。简单的问一门研究的‘直接用途’是什么,不能直接用的就不重要,是对科学的误解”。

翟明国对《科学大师》说,虽然地球将来会变成一颗“死星”是不可逆转的自然规律,但人类研究这个规律是极其重要的,“地球的未来过程是什么样的,地球死了以后怎么办,人怎么生存?这些东西都是将来要研究的,它非常深奥,是地质科学奥妙中的王冠”。

看似“用不上”的研究,虽然在争取科研经费时会吃些亏,但搞了大半辈子地质科学的翟明国却坚称,“无用”与“有用”的科研领域应该并行不悖,总有一批人要走在前沿,而从“无用”到“有用”的发展过程中间,需要科学家们一步一步地接力,“越是大国,越有前瞻性的视野,科研布局越合理。反之,越急功近利,科研布局就越不合理,长远看科学的发展一定是受到阻碍的。”

专访原文:

40亿年后,地球将变成一颗“死星”

《科学大师》:地球有一天也会“死亡”吗?

翟明国:人们经常会认为树木是活的,生物是活的,认为地球是死的,实际上地球是活的,是有生命的。它会有生有死。它为什么有生有死?完全在于内部能量。地球是有能量的,是热的。

地球的内部能量,按照放射性同位素的衰变计算,再有四十多亿年,放射完了,能量就耗尽了,地球就凉了。作为生命体征的各种地质活动就都停止了。地球“死亡”以后就像月球,月亮就没有地球现在这样的内能。太阳照着,它有一点热,照完了就是凉的,热能储存不下来。

地球从热变凉、再变冷,以后这个水、空气都会变化,也有人计算,说还有十几亿年之后,地球上的水和大气就减少了、变化了,变得不适合人类生存。杞人忧天有道理,但我想也不必太悲观,人类一共才几千年的文明史,已经取得了现在的科学发展,对于十几亿年以后的事情,相信人类的聪明才智,能够想到生存的办法。

《科学大师》:地球如果有一个从热变凉(能量衰减)的死亡过程,那它有过最热的时候么?

翟明国:我们看到金星,地表温度400多度,它是很热的。地球早的时候,肯定比它还热,演化到一定程度类似金星。以后,地球继续凉,变成现在这个温度,就适合生物生存。冬天可以有冬天的温度,夏天可以有夏天的温度。人的体温30多度,太冷了人就死了,太热了人也不能生存,地球就适合现在人类生存,它在30多度到零下多少度之间在走。

这个慢慢变凉的过程中,也会出现短暂的温度波动。第四纪以来,地球也出现热和冷的时期,例如大冰河期和小冰河期。现在有文章宣传现在地球温度变高了,如何可怕,其实也没那么可怕。历史上,明代有一段时间就比现在还热。现在的地球并不是有人类以后温度最高的时候。

地球的气候变化,这里面有人类活动的因素,也有自然规律。自然规律占99%,人类活动的因素1%也占不了。夸大人类的作用是没有用的,但是不讲人类作用对地球(生态环境)的破坏也不行,这就是基本道理。“人定胜天”应该是不科学的,人类要认识自然,然后按照自然规律去保护自然,才能更好地利用自然。你违背自然,过分的开发和破坏,就会受到自然的惩罚。你服从自然、善待自然,就会更好地享受大自然。这就是一门新的重要科学—人地关系学。

科学大师:为什么地球也好,金星也好,都会有过热的阶段?这个高温是怎么来的?

翟明国:这是宇宙演化的结果,有一种科学理论,最早的时候宇宙大爆炸,形成星云团,这是现代地球起源,或者行星起源的一个基本的学说。这些星云团最后变成一些星球,早期,它是炽热的某种物质,炽热以后,慢慢演化,其中有一颗就形成了地球。

科学大师:地球由热慢慢变凉(死亡),是不可逆的过程么?

天津快3翟明国:让地球不死,那不可能,这是自然规律。这个规律如同万物的发展,都是不可逆的。太阳能是外界的能量,它对于地球的能量消耗而言,补充是微乎其微的。月球车“玉兔”的电池出了问题,当时希望太阳照射能够“唤醒”玉兔,但是没有做到。虽然太阳解决不了地球能量消耗和变凉,但太阳能的确是非常重要而且没有被好好利用的资源。能量的储存是最大的问题,我们现在一直想攻克太阳能电池的储存难关。太阳能电池如果能解决,那么现在阶段的能源就不缺了。太阳每天这么晒,大家都热得不得了,把太阳能接收了,把它用很小的电池储存起来,成为一个巨大能量的干电池,就干什么都有能源了。现在还没解决,但是我想应该有能解决的那天吧。

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编辑:大米
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