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中国科学院院士安芷生:中国大陆环境科学钻探二十年

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时间:2022-05-12  来源:文本大小:【 |  | 】  【打印

  上天(深空探测)、入地(科学钻探)、下海(深潜探海)常被看作人类探寻地球奥秘的三大科学创举。其中,科学钻探通过对地球表层至深部进行直接探测和取心,获得连续的地质、生物记录并开展综合集成研究,从而为认识与人类社会发展息息相关的资源、灾害、气候/环境等问题做出贡献,是地球系统科学研究中具有划时代意义的重大工程,也被誉为“伸入地壳的望远镜”。

  
  2005年8月,7位院士赴青海湖钻探现场(从左到右):许厚泽、滕吉文、丁国瑜、安芷生、陈俊勇、钟大赉、刘嘉麒
  
  

        现代地质学之父莱伊尔提出,现在是认识过去的一把钥匙(The present is a key to the past)。同样,过去也是认识现在及预测未来的一把钥匙。

  自上世纪80年代以来,我国科学家在东亚季风变迁及其与青藏高原隆升和全球气候变化的联系等方面取得了丰硕的成果。但是,由于难以获得不同区域、连续的、高分辨率的陆地气候环境记录,我国大陆整体环境演化一直缺乏系统的研究。

  早在1996年,以黄土与第四纪地质国家重点实验室安芷生院士为主的我国科学家群体,提出在中国开展环境科学钻探研究的必要性。该设想得到了时任中国科学院副院长路甬祥院士等人的大力支持,随后便在我国不同地貌单元开展了大陆环境科学钻探的预研究。经过多年的酝酿和大量前期准备,并多次组织国内外专家进行可行性论证,以中国科学院地球环境研究所安芷生院士为首的我国科学家群体于2001年正式启动了“中国大陆环境科学钻探计划”(Chinese Environmental Scientific Drilling (CESD) Program)。该计划旨在通过盆地深厚松散沉积物的钻探获取,结合石笋、树轮和珊瑚等高分辨率记录,研究不同时空尺度气候环境变化,揭示我国季风区和干旱区的分异变迁和耦合演化过程,以及与喜马拉雅青藏高原生长和海气相互作用的关系与机制,力图将我国全球变化研究进一步推向国际前沿。

  这项计划充分考虑了我国大陆环境具有多圈层、多尺度、多界面的特点,以独具特色的各种地质和生物载体作为研究对象,瞄准国际地球科学研究前沿热点问题,选择我国“北东南西”向季风干旱气候环境敏感带、“北西南东”向降水梯度环境断面、近南北向(海南-漠河)的温度大断面,以及青藏高原南西北东向、云贵高原江淮平原的次级断面进行系列钻探。

  二十载砥砺奋进,二十载春华秋实。

  在过去的20年里,该计划已在西南季风区的云南鹤庆、极端干旱区的罗布泊、青藏高原东北缘的青海湖、半干旱区的黄土高原、东亚季风区的江汉平原、西风区伊犁盆地、地处热带的海南双池玛珥湖、中俄边界的兴凯湖等地区获取了累计长度超过25000米的珍贵岩心和海量的科学数据。同时在全国各地获取了大批湖沼、树轮、石笋、珊瑚等样本。这些记录覆盖了极端干旱区、半干旱区、西南季风区、东亚季风区等不同气候环境单元,在国际大陆环境研究中十分罕见。为了保存这些珍贵的环境记录载体,CESD团队建立了中国第一个符合国际标准的岩心“历史档案库”,面向世界高水平科学家开放,推动了我国大陆环境研究的进一步发展。

  二十年沧海桑田,二十年成绩斐然。

  二十年如一日,CESD团队进行了多学科、多指标的分析和潜心研究,结合现代过程的监测,从中提取气候环境变化信息,建立了干旱区和季风区气候环境变迁的典型时间序列。这些环境钻探获得了至少距今2500万年以来的风尘堆积序列、700万年亚洲内陆的干旱化序列、260万年连续的印度夏季风变化,以及能反演青藏高原构造隆升历史的多种环境记录,揭示了晚新生代以来万年、千百年、甚至年代际高分辨率的气候环境演化过程及时空变率,及其与海气相互作用的关系,取得了海量的科学数据和多项重大科研成果。这些工作实现了我国环境变化研究从过去黄土与东亚季风变迁为主迈向地球大陆环境多元化的研究,开启了我国大陆环境科学钻探研究的新纪元。

   

  中国大陆环境钻探点位分布


  从鹤庆盆地到青海湖:探寻亚洲季风变迁的全球关联

  西南(印度)季风是地球上最重要的气候系统之一,其降水影响了包括我国西南各省在内的世界上近一半人口居住的地区,也造就了全球生物多样性最为丰富的地区之一。云南鹤庆盆地是一个古湖,位于典型的印度季风区。根据物探资料,其沉积物厚度可达千米,中国科学院南京地理与湖泊研究所王苏民研究员认为鹤庆盆地是研究高原隆升、生态环境演化、生物多样性的最理想地区之一。在这样的背景下,中国大陆环境科学钻探的首钻就选在鹤庆盆地。

  为确保鹤庆湖泊深钻获取高质量沉积岩心,达到国际环境钻探的标准,并为后续钻探提供规范和样板,项目工作人员在国内率先开展了钻具设计、采样管研制和试钻等一系列工作。20023月,中国科学院南京地理与湖泊研究所王苏民研究员和沈吉研究员领导的湖泊沉积与环境研究团队,联合中国地质大学国家深钻实验室和核工业部青海地勘局,由刘宝林研究员、黄卫东总工和费连成高级工程师负责对钻具和泥浆配置进行专项设计,成功研制出了一套用于环境深钻的双管单动和内衬管取心钻具,并申请了国家专利。随后,对塑料取心管进行开模和加工,拿出了与国内千米钻机配套的一整套用于环境钻探的全新钻具及内衬取心管。同年5—7月,该团队三次在新疆艾丁湖进行试钻,每次20天左右,对这套新研制的钻具进行了反复改进,使其取心率从最初的70%提高到85%,直至达到95%以上的国际环境钻探标准,并确保了沉积岩心不受外力作用而发生扭曲、变形。

  回忆当年的情形,中国科学院地球环境研究所研究员金章东依然心潮澎湃,“云南鹤庆盆地正式钻探从2002810日开始,24小时连续不间断施工,历时了两个月。”这次钻探主要由中国科学院南京地理与湖泊研究所沈吉研究员组织实施,在鹤庆盆地中心成功地获取了737米连续沉积序列,全井取心率达到97%,完全可以与俄罗斯贝加尔湖以及日本琵琶湖深钻岩心相媲美。所获岩心除底部17米的砂砾岩外,其余岩心全部为以粘土和粉砂质粘土为主的典型湖相沉积,层理清晰,为印度夏季风变迁的研究提供了绝佳的材料。

  运用鹤庆盆地获取的湖泊沉积岩心,利用古地磁和碳-14测年手段,通过多学科(包括地质学、大气科学、地球物理学、地球化学、生物学、地理学等)的交叉研究,重建了更新世以来(过去260万年)印度夏季风变迁的历史。该研究揭示了早、晚更新世印度夏季风变率较小,可视为南北半球气候相互作用的结果;而更新世中期印度夏季风变率加大,主要受控于北半球冰量变化。通过印度夏季风变化时间序列精细结构的分析,揭示了冰期-间冰期南北半球间气压梯度对更新世以来印度季风环流驱动的重要性,提出了“冰期-间冰期印度夏季风的动力学”新理论。相关研究论文以Research Article形式发表在201185Science上。Science杂志同期发表了专题评论,认为“(鹤庆)古湖泊沉积物的分析对印度季风动力学机制的传统观点提出了挑战”。

   

  云南鹤庆环境科学钻探现场 


  距离云南鹤庆约1500公里的青海湖,是我国最大的内陆微咸水湖。它位于青藏高原东北缘,其东邻黄土高原,西连荒漠和沙漠,处于东亚季风湿润区和内陆干旱区的过渡带上,对全球气候和环境变化十分敏感,也是研究我国西部环境变化、青藏高原隆升过程、环境效应及其与全球联系的极佳场所。

  在本计划启动的2001年至2003年,安芷生院士先后组织中国科学院南海海洋研究所、中国科学院南京地理与湖泊研究所、新疆地质调查院第五地质调查所等有关单位开展了青海湖钻探的前期准备工作,进行了覆盖全湖的累计达1100公里的地球物理勘探,厘清了青海湖的地质构造与沉积特征。200310月,青海湖国际环境钻探会议在西宁召开,来自10多个国家的著名科学家就青海湖钻探计划、选址及可能遇到的问题进行了详细的讨论,确定钻探方案和钻孔地点。随后,CESD团队向国际大陆钻探计划(ICDP)委员会提交了青海湖国际钻探申请书,20046月获得了ICDP资助批准,并得到了极高评价。

  “青海湖的湖泊面积达4260平方公里,在如此大的现代湖泊上开展长岩心钻探,在当时的中国还是空白。”中国科学院地球环境研究所研究员宋友桂告诉记者。青海湖国际钻探项目是我国首个以科学研究为主的现代湖泊长岩心钻探,也是继ICDP资助我国东海大陆超深钻后的另一大型国际环境钻探项目,引起了国际学术界的广泛关注,标志着我国湖泊研究走向了国际的前沿。

  美国著名的DOSECC湖泊钻探公司的GLAD800钻探系统于20057开始在青海湖中钻取岩心。钻探取心分别在青海湖东盆、南盆等5个地点进行,累计进尺324回次,共计获取湖泊沉积岩心547.8米。

  “青海湖海拔高,紫外线强、风向变化无常、温差大。当时,部分成员出现了严重的高原反应和晕船症。”宋友桂回忆说。钻探期间,无论参加湖上钻探平台的国外钻工,还是包括王苏民研究员、中国科学院地球环境研究所李小强研究员等在内国内外著名的科学家,都实行两班制,每天在平台上工作12小时,有时碰上风浪,要连续在湖上停留24甚至36个小时。“尽管客观条件异常严酷,但大家都毫无怨言,始终坚持一丝不苟的科学态度。”当年全程参与的艾莉博士回忆道。随后,CESD团队又分别在青海湖南岸的一郎剑和二郎剑分别钻取了626米和1108米的沉积岩心。

  以青海湖一郎剑岩心为研究对象,通过磁性地层学和沉积相分析,发现上新世早期(460万年)沉积相由风成红粘土过渡成典型湖相沉积,对应于由东亚夏季风加强所致的气候由(半)干旱到湿润气候的转型,指示现代青海湖开始形成。随后,岩心沉积物粒径指示了湖泊水位频繁的波动,反映了东亚冬夏季风长期演化过程。值得一提的是,来自青海湖沉积物的近三万年的指标记录首次反映了冰期-间冰期尺度中纬度西风气候和东亚夏季风变率及其互为消长的历史,以及青海湖水位的变化。研究发现,在青海湖地区,西风气候和东亚夏季风在冰期-间冰期尺度和冰期的千年尺度下存在反相位关系,即冰期时西风影响占主导,而由东亚夏季风主导的全新世气候主要与轨道参数和太阳活动相联系。该研究还发现,在末次冰期时,青海湖流域十分干旱,几乎为一干湖盆,主要接收了风尘黄土堆积,直到全新世,青海湖才真正成为现今的湖泊。该研究还首次揭示了冰消期海平面变化对东亚夏季风渗入亚洲内陆的影响。

  截至目前,共有来自美、德、日、澳、法、英等10多个国家的60多名科学家参与了这项大型国际合作项目。至今,仍不断有国内外专家申请加入这项研究,为我国季风干旱环境系统演化研究走向国际学术制高点提供了机遇。

   

  安芷生、许志琴、王苏民、陈俊、郭正堂等专家在鹤庆钻探剪彩现场 

  

  从罗布泊到黄土高原:重著亚洲内陆干旱编年史

  罗布泊地区,被称为死亡之海。在那里,年降水量不足20毫米,夏季最高温度可达42度以上,地表温度在75度,冬季气温可降至零下27度,干热风、沙尘暴盛行,动植物很难生存。但是,罗布泊地区的地层序列忠实地记录了晚新生代以来区域构造、气候以及干旱化和成盐环境的演化历史,是研究西部内陆干旱化和高原隆升历史的理想场所。

  西部干旱环境格局到底是何时形成的,其干旱气候特征、演化过程和环境效应与机制又如何?在全球变化和人类活动不断加剧的情况下,将来如何发展?带着这些问题,安芷生院士牵头组建了罗布泊项目研究组。CESD团队从200111月开始,与新疆地质矿产局第一水文地质大队合作,在罗布泊核心地区开展了尝试性的钻探取心,希望能找到上述问题的答案。

  “穷荒绝漠鸟不飞,万碛千山梦犹懒”,岑参的诗句几乎就是罗布泊钻探工作环境的真实写照。大家风餐露宿、黄沙洗面,甚至在罗布泊核心区渡过了2001年的春节。凭着不懈努力,钻探队首次取得了长达400米的岩心,为干旱区环境科学钻探的开展积累了宝贵经验。

 

  20029月下旬,由现为中国科学院青藏高原研究所研究员方小敏、中国科学院地球环境研究所研究员常宏、宋友桂和兰州大学教授宋春晖带队的CESD团队先后8人赴罗布泊地区开展了进一步的野外调研和地球物理勘探工作,行程约1万多公里,完成了从天山南侧至阿尔金山南侧的南北向断面的地质综合考察和电导率成像测深,最后选定了钻探具体位置。“9月的罗布泊,中午气温可达40℃42℃,空气干热如烤箱一般;而到了1010日,钻探技术验收及开钻剪彩的当天,却是西风呼啸,黄沙漫天,人们说话时满嘴沙子,穿着军大衣还瑟瑟发抖。”中国科学院地球环境研究所研究员刘卫国告诉记者。就在这样恶劣的环境下,钻机轰鸣,罗布泊环境钻探正式开钻了。为了尽快完成任务,钻机24小时不停的工作,工人三班倒,轮换操作。在所有工作人员的辛勤努力下,钻取了752米岩心样品,取心率达到了96%,成功完成了罗布泊一号深钻的钻探任务。感到最为困难的还是工作用水和生活物资的补给,因所有物品都要到100公里之外的若羌县城进行补给,中间仅有一条在盐壳上的很简易的公路。中国科学院地球环境研究所研究员常宏说,采购人员每天要颠簸数个小时才能到目的地,加完水、买了东西还要连夜往回赶,因为只有这样昼夜兼程,才能保证钻探工作不会因为缺水而停工。最终,科研人员们经受住了“一日四季”的奇异与艰辛洗礼,从罗布泊地区获得的总长度接近3000米的珍贵岩心,为全面揭示塔里木盆地乃至我国西部干旱化历史、青藏高原北部隆升等气候与地质事件打下坚实的基础。

   

  青海湖湖上钻探(美国GLAD800钻探系统) 


  千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。科研人员对罗布泊沉积序列记录的晚新生代磁性地层和古环境演化的研究表明,以塔里木盆地为代表的我国西部干旱区在晚中新世(560万年)干旱化就开始加剧,并逐渐形成现今极端干旱的气候环境。罗布泊沉积岩心还记录塔克拉玛干700万年以来沙漠化历史,490万年左右湖泊群消失后,塔里木盆地仍然交替出现风成沙丘、河流相和浅湖相沉积,永久性沙漠形成于约50万年至70万年,可能主要受控于青藏高原山地冰川的出现和大气环流的变化。研究还发现,在中更新世转型以来塔里木盆地干旱化加剧,且与东亚季风增加呈反向发展趋势。这些气候环境变化过程使我们认识到亚洲内陆干旱化的形成和演化是与其周边山地的隆起和北半球冰量的增加等因素叠加的结果。

   

  罗布泊钻探现场

  

  与罗布泊相似,黄土高原同样沉积着千万年来亚洲内陆干旱化的往事。

  “黄土高原的风尘沉积被视为独一无二的陆相气候变化信息载体,它真实地记录了近2500万年以来东亚季风干旱环境的演变历史,在我国北方新生代环境变迁具有大区域上的代表性。”中国科学院院士周卫健说。黄土高原西北部的高分辨率的厚层黄土沉积,尤其能清晰地揭示季风波动和突变事件,可与冰心和石笋记录进行良好对比。

  长期专注于黄土研究的中国科学院地球环境研究所研究员孙有斌介绍说,以往用于研究的黄土、古土壤和红粘土样品主要采自天然露头或浅槽,这些样品容易受到不同程度的后生风化成壤作用,对温度或降水的定量指示产生影响。为避免这些影响,于200611月至次年2月,中国科学院地球环境研究所研究员强小科和宋友桂在甘肃省平凉地区庄浪进行环境钻探,获得了654米长高质量的黄土红粘土岩心,为揭示亚洲季风干旱耦合环境的分异演化提供良好素材。随后的十多年时间里,孙有斌研究团队又在甘肃靖远县黄河第六级阶地实施了环境钻探,获得了445米的高质量黄土岩心,在古浪县腾格里沙漠的西南隅获取了363米黄土岩心,在渭南塬上获得了900多米风尘河湖相沉积岩心。从2016年开始,方小敏研究团队历时多年,在西昆仑山前海拔3300米的最高黄土台地中心成功获取671米黄土连续岩心,为迄今世界最厚的黄土堆积。这些新鲜的黄土红粘土序列被用于建立亚洲风尘堆积的标准序列,进一步解释了西风和东亚季风快速变化的特征和机制。

  黄土高原庄浪钻孔654米岩心磁性地层学、沉积学和地球化学研究发现,该风成红粘土序列记录了2560万年至480万年的连续磁极性变化,表明亚洲内陆干旱化至少在晚渐新世(2500万年)已经出现。这一发现为亚洲内陆干旱化起源提供了新证据,也为探讨晚渐新世以来亚洲内陆干旱化过程及原因提供了不可多得的地质记录。同时,在国际上首次从洛川和西峰两个黄土剖面中的10Be含量变化重建了全球地磁场漂移事件和相对强度变化历史,清楚地显示了BlakeLaschamp等地磁场飘移事件和B/M界线,确认了中国黄土中B/M界线记录在古土壤层S7中,而不是传统认为的L8,与海洋和冰心B/M界线位于MIS 19阶段一致,解决了近20年关于海陆B/M界线地磁气候地层记录不同步的学术争议,为建立黄土可靠年代框架和改善海陆古气候记录对比研究提供了可靠时间标记。同时,运用黄土10Be记录定量重建了最近55万年以来亚洲季风降水变化历史,明确提出低纬半球间夏季太阳辐射梯度变化对季风降水的驱动机制,成果在Science杂志以Research Article形式发表。

  此外,西昆仑山前的黄土岩心记录了亚洲中纬度地区360万年以来干旱气候和西风环流演化历史,研究发现北半球高纬度冰量增加和全球变冷可能是主要的驱动因素,并可能通过粉尘输送对北太平洋和南海生物生产力及与其相关的大气CO2浓度吸收和全球变冷产生重要影响。靖远黄土岩心的古地磁和碳酸盐碳同位素分析则重建了过去170万年以来季风降水影响的植被变化,提出了“中更新世气候转型多样性表现”的新概念。团队成员还进一步整合了古浪黄土、湖泊和海洋沉积记录,利用对气候突变敏感的高分辨率元素地球化学记录,揭示出最近150万年持续存在千年尺度气候变化,发现千年尺度气候变幅受到岁差和地轴倾斜度变化的持续影响,为评估轨道千年尺度气候变化的动力关联提供了关键地质证据。

  该项计划不仅基础理论研究成果在全球变化领域蜚声海内外,研究团队在向各级政府提供智库支持方面的表现也十分突出。以安芷生院士和周卫健院士为带头人的地环所研究群体,向中央提交了“自然过程和人类活动对我国西北地区生态环境影响”的报告,明确指出:我国西北干旱区的形成是亚洲和全球气候环境长期演变的结果,自然环境状况决定着我国西北现今的沙漠、黄土以及草原和森林等生态景观的分布格局。年降水量200毫米~400毫米的环境敏感带和黄土高原地区,应视为治理我国荒漠化、沙尘暴源区和水土流失的重要地区,植被恢复应遵循自然植被分布的地带性特征。

  2018 年,研究团队提出了新时代黄土高原生态环境综合治理“26字”方略,即“塬区固沟保塬,坡面退耕还林草,沟道拦蓄整地,沙区固沙还灌草”,该建议已通过中国科学院呈交党中央、国务院。

  

 

  从远古到未来:揭开高分辨率载体的尘封记忆

  上溯远古,下及未来。树轮、石笋和珊瑚这类高分辨率生物地质载体,就像帮助科学家穿越过去与未来的“时光机”,它们忠实记录了地球近万年来的环境气候变迁的历史,更是打开未来气候预测的金钥匙。

  树轮以其年代绝对精准、分辨率至年且时间连续的特性,是目前研究过去4000年气候变化的绝佳材料。在CESD计划执行的20年中,中国科学院地球环境研究所刘禹研究员领导的树轮研究团队奔赴全国各地,从南到北,从东到西,怀着对科学和真理的孜孜追求,忘我求索。“野外考察上百次,可谓风餐露宿,攀岩走壁,行程20余万公里,采样点100多个,在人迹罕见的大山深处、险峰之巅采集树木6000余棵。”刘禹感慨地说。基于这些树轮资料,树轮团队建立了大量代表我国不同地域不同时间尺度的温度、降水、干旱指数和径流量变化序列。其中,他们利用树轮重建了我国近2500年的年分辨率年均温度序列,发现我国20世纪增温期是最近千年最温暖时期,但在2500年中并非最暖期,它受控于太阳活动和人类活动;他们建立的全球最长的800多年中太平洋海温曲线,极大地改善了人们对中太厄尔尼诺现象的再认识。

   

  渭南塬黄土深孔施工现场

  

  特别值得一提的是,刘禹研究团队利用大量树轮资料,花20年之功,重建了黄河中游过去500多年天然径流量变化历史,发现受亚洲夏季风减弱和人类活动增强的双重影响,其固有的24年和10年变化周期在1960年代之后彻底消失,1980年代末以来观测到的极低黄河径流量已完全超出了天然径流的变化范围。这项研究对于黄河水量变化趋势评估及流域治理具有重要理论和实践意义。

  作为应对气候变化的重中之重,气候预测问题一直深受各国政府、公众和科学家的重视。树轮团队在20年前即率先利用树轮资料开展了多年代际温度和降水趋势预测。如今他们的预测结果已经得到十多个气象观测记录的准确验证。美国气候专家Davis在多篇论文中指出,“刘禹等是树轮气候统计预测的先行者,为准确气候预测探索了一个有效的途径。”因其在树木年轮学的科学贡献和国际影响,刘禹研究员于202012月全票当选国际树轮学会副主席,这是该组织成立80多年来任职最高的首位亚洲人。

  “由于能够通过不平衡铀系测年方法精确定年,洞穴石笋沉积已经成为过去气候和环境变化研究的一个重要陆相自然环境记录载体。”原中国科学院地球环境研究所研究员蔡演军(现为西安交通大学教授)告诉记者。我国东部季风区的石笋记录表明,亚洲夏季风直接响应于北半球太阳辐射的变化,东亚季风与北半球太阳辐射之间并没有明显的相位差。然而,东亚季风区水汽的多源性使得人们对此结论仍有质疑。“为此,我们选择水汽来源较为单一的、降水主要受印度季风影响的青藏高原南部地区开展了13万年洞穴石笋研究。”蔡演军说。

  通过洞穴石笋的研究,揭示了不同时间尺度东亚季风、印度季风和青藏高原季风气候变化的历史及其存在的千年尺度夏季风加强事件,指出高原降水氧同位素变化在轨道尺度上主要反映了季风强度的变化而非温度的记录,进一步确证了亚洲夏季风气候变化直接响应北半球太阳辐射变化的假说;建立了在一些时段上优于冰心年龄的绝对年代标尺。通过对云南洞穴石笋进行高精度铀系定年和高分辨率氧同位素测试分析,建立了过去25万年以来印度季风降水的变化历史,表明印度季风的变化不仅存在与中国东部石笋记录相一致的两万年岁差周期,而且具有显著的冰期-间冰期旋回,揭示了印度季风对冰量变化的敏感响应。最近,谭亮成研究员利用泰国石笋重建了过去2700年中印度太平洋地区高分辨率降雨变化历史,发现了轨道尺度上夏季太阳辐射对南北半球热带降雨变化反相位关系的驱动作用,并揭示14世纪末到15世纪初的极端降水事件对吴哥文明消失的可能影响。 

  此外,据原中国科学院地球环境研究所宋少华博士介绍,造礁珊瑚是热带海洋过去数百年环境变化的重要载体,CESD团队近年已在海南岛东岸和西沙群岛海域进行珊瑚礁岩心钻探,共获得珊瑚岩心47根,3米以上5根,将为南海北部的近300年来古环境-海洋变化提供研究素材。

  

 

  长风破浪会有时,直挂云帆济沧海

  20年来,“中国大陆环境科学钻探计划”项目发挥了我国地域特色、学科积累和智力优势,围绕着全球性的重大科学问题开展了广泛的国际合作与交流,以博采众家之长,全面提升科学研究水平,培养青年科技人才。“国际合作,以我为主。”在加强项目国际合作的同时,以安芷生院士为首席科学家的中方科学家在项目实施,成果酝酿和撰写过程中始终掌握着的主动权,在钻探的实施、成果产出和人才培养等方面均发挥着主体作用。如今,50岁以下的科研人员已经成为项目的主力军,已经形成研究员、副研究员挑头,博士后、博士、硕士为骨干的层次梯队较为合理的研究队伍。据记者不完全统计,项目参加者中1人成为中国科学院院士,2人入选美国地球物理联合会(AGU)会士、1人入选美国科学院外籍院士、10人先后获得“国家杰出青年科学基金”,3人获得国家基金委优秀青年科学基金,4人获得中国科学院50篇优秀博士论文,培养了300多名博士、硕士研究生。

  20年来,科研人员们攻坚克难、奋力开拓,取得了丰硕的研究成果。他们先后在ScienceNature、《中国科学》等国际著名刊物上发表论文200多篇,向我国各级政府提交了多份咨询报告。研究成果“晚中新世以来东亚季风气候的历史与变率”和“亚洲季风变迁与全球气候的联系”分别获20082016年度国家自然科学奖二等奖、“阐明冰期-间冰期印度夏季风变迁的动力学机制”入选2011年度中国科学十大进展;安芷生院士和周卫健院士分别荣获首届和第二届“全国创新争先奖”、金章东研究员2017年获得中国科学院青年科学家国际合作伙伴奖、孙有斌研究员2018年获黄汲清青年地质科学技术奖、安芷生院士获2019年度陕西省最高科技成就奖。

  二十年风雨兼程,二十年再创辉煌。

  “虽比高飞雁,犹未及青云。”安芷生院士认为,“中国大陆环境科学钻探计划”虽已取得了系列研究进展,特别是获得了大量珍贵的地质生物样品,以及最近几年正在推进黄土关键带钻探与监测,但未来的任务仍十分艰巨,许多工作需要长时间的潜心研究和更广泛的合作。现阶段,他们正在结合国家深地计划,在渭河盆地开展新一轮的国际大陆钻探计划(ICDP)申请。

  “面对新形势和国家重大需求,我们将积极开展使命驱动下的定向性基础研究,通过多学科交叉集成,在未来气候环境变化趋势科学预测及人类适应等方面取得突破,为国家及地方政府制定适应全球变化的可持续发展对策提供科学依据。”安芷生院士表示。下一步,该计划将继续开展季风干旱环境系统与多尺度全球气候环境变化的理论集成研究,努力构建一个海气相互作用下亚洲大陆环境系统演化与全球变化关系的理论体系,在国际上提出中国科学家关于地球环境系统演化的理论,为环境演化和地球系统科学做出更多更大的创新贡献。

  

  

 

  

  

  (文章来源:中国高新科技  2022年01期)

  

  

 

   

  

  

 

  

  

  

  

  

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