——访中国地质科学院研究员纪经绥  赵  凡上天、下海和入地,一向被称为人类的三大梦想。这些梦想,从来没有像今天这样,与现实结合得如此紧密。刚刚过去的这个冬天,是我们经历过的少有暖冬。它的到来,是大自然的一种警示。警示的确切含义是什么?有科学家认为,答案一定来自地球内部。1996年正式启动的国际大陆科学钻探计划,就是在这个意义上被称为人类的“入地计划”。迄今为止,全球有45个入地项目正在实施中。刚刚参加了国际大陆科学钻探会议的中国地质科学院研究员杨经绥告诉记者,进入21世纪,“人地计划”经历了大的思路调整,其八大焦点,都是在为人类的未来寻找出路。这八大焦点是:全球变暖、撞击结构、地质生物圈和早期生命、火山体系和热场、地球活动断裂、地幔柱和大火成岩省、汇聚板块边界和碰撞带、自然资源。我们的谈话,就是围绕这些展开的。记者:现在大家最关心的,莫过于全球变暖这件事。国际大陆科学钻探计划在这个方面的考虑是什么?杨经绥:这是国际大陆科学钻探关注的最大焦点。自从工业革命以来,地球上的气候确实发生了全球的和区域性的改变。自上个世纪70年代以来,全球进一步变暖,海平面上升,区域性气候的改变,以及极端的气候灾变,严重影响了人类的生活环境。国际大陆科学钻探的科学家和组织者一致认为,科学家有责任开展研究,探讨当前和过去区域和全球的气候改变机理。在大陆科学钻探实施的45个项目中,有18个都与全球变暖有关。例如,2006年在危地马拉开展的湖泊钻探项目,其科学目标是研究古气候、玛雅热带雨林的古生态学和生物地理学,包括植被变化、人类的干扰、气候的改变和火灾等,其中也包括深湖中生物化学的循环,尤其强调微生物学与地球化学的结合,以及矿物形成和成岩作用。国际大陆科学钻探计划曾经在这个项目的钻探现场举办了专家组年会,大家看了后,印象非常深刻。记者:天体对地球的撞击,对地球生命的演化能产生多大的影响?杨经绥;我们现在只是知道影响很大,但缺乏具体的数据。地球上已知约有170个陨石坑,其中1/3的结构没有出露地表,只能通过地球物理和钻探来研究。多年来,钻探对于陨石撞击结构的研究,都是十分有效的手段。比如美国2005年9月在弗吉尼亚州开始实施的陨石坑撞击结构钻探项目,就是研究海洋中陨石坑的形成过程及生成物、陨石撞击对地下水资源的影响、撞击后美国大西洋大陆边缘中一晚新生代海平面历史、地层和气候变化,以及该事件对弗吉尼亚东南地区人口居住的影响等。记者:地质生物圈是什么概念,是否涉及地球与生命直接关联的部分?杨经绥:通常,我们所指的生物圈是指行星地球上存在生命的部分,由岩石圈、水圈和大气圈这三个相互重叠的带组成。而地质生物圈,则增加了地质时间的概念,是指整个地质历史时期的生物圈。地质生物学的一项重要内容,是要研究生命的起源问题。据估算,地球上生物圈中大约90%的原核细胞存在于海洋和陆地表面以下的环境。但是,至今人们并不知道生物圈下部的深度界限,包括深部微生物构成、深部控制微生物数量和活动的因素,以及深部生命的界限等。认识这一点,对生命现象的理解与未来的预测,有非常重要的意义。国际大陆科学钻探,正是在这个时候、在这方面起了重要作用。美国已经开始了两个钻探项目,研究太古代的生物圈和早期生命演化。13个国家的60科学家正计划在俄罗斯北极钻14个孔,研究地质历史上地球大气圈和海洋中氧上升的原因和时间表,以及生物的演化等。记者:为什么对火山和热场也那么重视?杨经绥:火山活动是自地球形成以来一直存在的一种地质作用,它参与了地球各圈层的形成和演化,是行星上一个最基本的现象。强烈的火山喷发会造成严重灾害,但火山喷发也为人类提供了许多重要的矿产资源,还将地球内部的碳氢氧及其化合物带至地表,从而为地球上生命的起源和演化提供了物质基础。火成岩也是透视地球内部的窗口,其携带的各种岩石捕虏体就是来自地球内部的使者。通过火成岩的岩石学和地球化学研究,可以追踪和揭示地球内部物质组成及其演化过程。地球上有一个独一无二的现象,就是出现了地壳的双层特征。在海洋下有一个薄的、年轻的、连续的并且循环交替的玄武岩洋壳。而大陆是较厚的、较老的、以花岗岩为主并在海洋中缺失的陆壳。然而,目前我们了解海洋的成因要比我们居住的大陆多得多,这也是大家感到需要加强对火山研究重视的原因之一。记者:活动断裂是与地质灾害联系着的,对吗?杨经绥:活动断裂往往是地震和火山活动的起因,与人类的生存休戚相关。科学家一直困惑的一些有关的基本问题是:引起断裂滑动的压力是什么?什么因素决定一个断层带会发生地震、非地震或弱地震?什么因素控制地震破裂的集结、扩展、停止和再现?大地震是否可以预测?……大陆科学钻探就是力图通过地下的钻孔,得出比较正确的答案。记者:什么是地幔柱?杨经绥:通俗地讲,地幔柱指的是来自地幔深部的柱状熔融体或半熔融体。深度甚至可达2900公里的地核和地幔之间,规模往往很大,直径多在上千公里以上。地幔柱是地核中热散失的主要机制,也是板块运动的主要驱动因素之一。地幔柱往往与大量的熔岩聚积相一致,不仅带来地球的深部物质,通过它们研究地球的形成和深部地幔动力学,并有一些重要矿产与地幔柱伴生。记者:板块汇聚和碰撞会带给地球什么?杨经绥:我们生存着的大陆地壳,在地质历史上也像人一样有新生和死亡,新的陆地主要诞生在大洋中脊,消(死)亡板块主要发生在俯冲带,即板块汇聚边缘和碰撞带。板块的俯冲归因于地球上大规模对流地幔的下沉作用。这个板块汇聚边缘的部分,往往扮演了最大的受冲击点,地应力集中,地壳遭受变形和被破坏,而地应力的聚集和释放往往会产生地震。2004年苏门答腊岛大地震、1960年智利南部的大地震、1964年阿拉斯加州的大地震和1923年摧毁东京的大地震,都发生在这个带上。地球上约60%人口居住在距海岸线50公里的范围,因此,探讨边缘海的地质灾害以及它们的迁移,是科学和经济的需求。而科学钻探对此类研究具有巨大的潜力,是一个完整的不可或缺的部分。记者:我们现在重视自然资源,是因为它与人类的文明和经济发展需求密切联系,对吗?杨经绥:是的。在2005年召开的“大陆科学钻探10年回顾和展望”专题会议的所有专题中,“天然资源”应该是最值得强调的。在会议的两天半期间,根据联合国的人口统计资料,世界64.6亿的人口又增长了50.6万人。这个数据,让当时的参会科学家感慨万千。据估算,15年后世界人口将新增15亿;到2050年新增人口26.6亿,相当于1950年的世界人口。伴随人口的增长,是对天然资源的更多需求,用以支撑经济的发展和生活标准的上升。为此,对全社会来说,无论现在还是将来,关键的一条是保护和合理利用日益缺失的天然资源。同时,要保护我们的环境。链 接被采访人简介  杨经绥,中国地质科学院地质研究所研究员,国土资源部大陆动力学重点实验室主任,中国地质学会岩石专业委员会主任,中国大陆科学钻探工程东海科钻一井井场总地质师。国际大陆科学钻探委员会专家组成员,国际大陆科学钻探中国委员会副主任。          (2007.4.7,地质勘查导报,3版)

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