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劉東生課題組

發布時間: 2021-03-30 22:21:49

❶ 劉東生的研究領域

學術期刊
《地質科學》和中國科學院地質研究所《集刊》副主編,《地質學報》和《地質論評》編委等。 劉東生曾多次參加科學考察活動。並曾於1957年兼任《中國第四紀研究》主編,1972年兼任《環境地質與健康》主編。
▲泥盆紀研究
與此同時,他還對泥盆紀的劃分與對比,以及恢復泥盆紀時期的古地理做出了貢獻。他在這方面的論著有:《殷墟哺乳類補遺》(1948年)、《四川歌樂山哺乳動物群》(與楊鍾鍵合作,1948年)、《山西榆社系哺乳類記述》(與楊鍾鍵合作,1948年)、《南京五通系中魚化石》(專著,與潘江合作,1957年)、《關於狼鰭魚》(《科學通報》,1951年)、《中國第四紀沉積物類型分布圖的擬制》(與張宗祜合作,1958年)、《氣候標志及中國第四紀地層劃分》(《中國地質》,1962年)、《湖南臨灃鱸形類—新種》(《古脊椎動物與古人類》,1962年)等。
▲金屬礦產研究
從1949年開始,劉東生進行了銅礦、鐵礦、銅鎳礦和稀有金屬的找礦工作,以及水庫壩址的勘探工作。他寫了不少有關礦產和工程地質方面的科學報告和論文。主要有:《四川重慶白廟子煤礦地質報告》(與王朝軍等合作,1946年)、《揚子江水利發電計劃和三峽壩址地質工程報告》(與侯德封等合作,1947年)、《遼寧清源縣水湖溝、灣壟、雲家崗礦區銅鎳礦》(1950年)、《三門峽水庫壩址附近第四紀地質報告》(與杜恆儉等合作,1951年)、《內蒙古老哈河石門子水庫壩址報告》(與周德貴等合作,1952年)等。
▲黃河中游水土研究
1954年,劉東生參加了關於黃河中游水土保持的科學考察工作。他領導並參與了對黃土成因及其特性的系統研究工作,寫出了有關黃土的專著4冊,考察報告1冊,受到國內外同行的重視。他還編制了200萬分之一中國黃土分布圖,50萬分之一黃河中游黃土分布圖。他用數學方法對黃土的搬運與沉積進行模型研究,論證了黃土是一個具有獨特古氣候意義的地質建造,這為黃土的洲際對比和全球性黃土成因的研究工作奠定了基礎。對黃土成因的探討,還為研究黃土的力學性質、黃土的濕陷性、黃土的地下洞室、橋涵、高壩等抗壓性能提供了科學依據,具有重要的實際意義。
這方面的論著有:《黃河中游水土保持考察報告》(專著,科學出版社出版,1956年)、《黃河中游山西、陝西黃土分布圖》(《科學記錄》,1958年)、《新黃土和老黃土》(《地質月刊》,1959)、《中國的黃土》(與張宗祜合作,《地質學報》,1962年)、《黃河中游黃土》(專著,科學出版社出版,1964年)、《中國黃土分布圖1:200萬》(地圖出版社出版,1965年)、《黃土的物質成分和結構》(專著,科學出版社出版,1966年)、《中國黃土的堆積與演化》(1979年出席26屆國際地質會議論文)、《三十年來中國黃土的研究》(1979年,第三屆全國第四紀會議論文,上集)等。
▲黃土地貌研究
20世紀50年代以後,黃土地貌研究進入蓬勃發展階段。1953年黃秉維首次編製成1:400萬黃河中游土壤侵蝕分區圖,並發表相應的論文,奠定了黃土地貌研究的基礎;1953~1958年,羅來興等進行了黃土地貌分類和溝道流域侵蝕地貌制圖工作,把黃土地貌研究與黃土區土壤侵蝕與水土保持工作緊密相聯。50年代中期到80年代中期,劉東生等不僅在黃土地層學研究中作出了貢獻,為確定黃土地貌發育年齡打下了堅實基礎,而且在黃土地貌發育的歷史過程、黃土性質與現代侵蝕的關系、黃土地貌類型區域分布與黃土下伏原始地面起伏的關系等方面,都做了卓有成效的工作,代表性著作有《黃河中游黃土》(1964)、《黃土與環境》(1985)。
▲極地高山研究
1964年,劉東生暫時放下黃土研究工作,與冰川學家施雅風共同主持青藏高原希夏邦馬峰科學考察。這座山峰是當時全球8000米以上高峰中唯一的處女峰。劉東生經常注意科研中前沿性研究工作的開展,在研究黃土的同時,對全球科學家感興趣的青藏高原廣大地域、希夏邦馬峰、珠穆郎瑪峰、托木爾峰、南迦巴瓦峰等地區領導並參與了第四紀冰川及第四紀地質的考察研究,推動了我國高山科考探險工作,前後組織編著了14卷科考報告。與孫鴻烈院士合作關於青藏高原隆起對自然環境條件影響的報告。獲中國科學院特等獎1988年,國家科委自然科學一等獎,1989年又獲陳嘉庚獎。
1964年以後,劉東生在繼續研究第四紀地質和我國黃土的同時,開始以登山考察為主的第四紀古冰川、古氣候的研究。他與施雅風等合作共同倡導並組織了兩次高山考察,他自任隊長和副隊長,對我國第四紀冰川、冰期、間冰期的劃分進行了研究,對喜馬拉雅山的新構造運動、珠峰地區的第四紀地層劃分、古氣候等方面都進行了深入的研究。他將高山考察的成果編成論文集和圖片集,這為征服險峰,探索我國的高山資源積累了豐富的資料,也填補了我國在世界、高山考察史方面的空白。他參加編寫的論著有:《希夏邦、馬峰地區科學考察初步報告》、《希夏邦馬峰科學考察論文集》(4卷)、《珠穆朗瑪峰科學考察報告》(14卷)、《希夏邦馬峰科學考察圖片集》、《珠穆朗瑪峰科學考察圖片集》等。
▲地質學與醫學研究
1969年起,劉東生與他人合作開展環境地質學的研究,推動了地質學與醫學研究的結合,對我國環境保護科學的發展和機構的建立起了積極作用。他寫了《環境地質的出現》(《環境與健康》,1972年)、《環境地質展望》〈環境地質與健康》,1975年),《當前環境科學中的若干問題》、《國際環境科學的發展》、《從腫瘤看環境地質學的研究》(《環境地質與健康》,1979年)、《環境地質學》等。
▲羅布泊地區研究
「我是到了羅布泊新疆的,那是最難到達的,現在很多人都不敢去。有一部分是鹽湖,那個鹽翹起來,跟刀似的,那個厲害,那個鹽一蹭皮,都崩裂了,都起來了,跟冰似的那樣,都是鹽的那個困難。」
劉東生對在羅布泊科學考察史上第一次使用了攜帶型光譜儀、大地導電儀(不同深度含鹽量測量儀)、衛星全球定位系統等先進設備,很感興趣,並且說:相對於過去地質科學考察的'老三樣'(鐵錘、羅盤、放大鏡),現在的地質科學考察工作已經進入了一個新的時代。
通過考察,他們得出結論,塔里木河下游及羅布泊地區近年生態惡化的主要原因很明顯是過度的農墾,以至生態用水和農業用水之間形成尖銳的矛盾。近幾年,有關部門已五次通過塔里木河和孔雀河等,向羅布泊地區進行生態應急輸水,但此工程亦面臨一定困難。為了徹底恢復和改善塔里木河下游生態,就必須對周圍水源河(特別是塔里木河和孔雀河)進行全流域的綜合治理。劉東生特別提出:用管道輸水的方法還是可以考慮的,雖然造價高些,但可以很大程度地減少蒸發和滲漏。例如,如果向下游輸送1.3億立方米的水,但在途中卻損失了3000萬立方米,哪個更劃算呢?
並明確指出:羅布泊不是游移湖。他們也對羅布泊在衛星影像上的大耳朵形象作了詳盡的分析和揭謎。他們還發現羅布泊西北的龍城雅丹地貌並非是以往認為的單純的風蝕平行糟谷,而是在洪水作用基礎上再經風的侵蝕作用最後形成的,也就是屬於復合類型的。他們還發現紅柳枯枝落葉層與沙層交替沉積形成的紅柳沙包年層,以及在古樓蘭遺址湖相沉積物中發現的炭屑層。劉東生認為,高解析度測年手段和豐富環境信息載體對第四紀科學研究有其重要的意義。
▲雅丹地貌研究
「雅丹」一詞,原是維吾爾語「雅爾」的變音,意思是陡崖。19世紀末至20世紀初,一些中外科學家在羅布泊地區見到了大面積分布的相間的土丘和溝谷,並在撰文中採用「雅丹」來形容這一特殊的地貌形態,以後就逐漸為地學界接受和採用了。
中國科學院院士劉東生指出:過去,許多人認為羅布泊雅丹地貌的成因主要是風的吹蝕作用,但是根據實地考察和對航空照片等資料的分析,羅布泊地區的雅丹地貌的成因不只這一種,可以歸納為3種類型。一是由風的吹蝕作用形成的平原地區的雅丹地貌,溝谷長軸走向與當地主風向一致;二是洪水作用形成的鄰近山區或湖濱的雅丹地貌,溝谷長軸走向與附近山地洪水的走向一致,並在雅丹的土丘上留有洪水的痕跡;三是在陣發性暴雨和洪水作用的基礎上,再經過風的修蝕作用而成的雅丹地貌,溝谷長軸走向既與洪水走向一致,也和當地主風向一致,是二者合一的第三種成因。
▲水洞溝遺址研究
位於寧夏靈武市境內的水洞溝,是與北京周口店等舊石器時代遺址齊名的重要遺址之一。該遺址自1923年由兩位法國學者首次發現並發掘以來,考古專家於1959年、1963年和1980年又進行過3次發掘。其中,第二次發掘是由中蘇專家聯合進行的,第三次是由我國著名考古學家裴文中親自主持的。幾乎每次發掘都有許多重要發現。2003年至2005年9月,中國科學院古脊椎動物與古人類研究所和寧夏文物考古研究所合作,在距前幾次的發掘地點———第一地點100米以外的第二地點又進行了第五次大規模發掘。劉東生先生認為,水洞溝新的一輪考古工作標志著「中國舊石器時代考古學的文藝復興。」
水洞溝遺址是我國最早經過系統發掘的舊石器時代文化遺址,也是我區境內最早進行的考古活動,雖然是由歐洲人進行的,但它無疑是目前所知寧夏現代考古的第一次;水洞溝遺址的文化內涵又是深厚復雜的,它既具有本土特色,又具有歐洲特色,是寧夏境內最早的廣義的東西方文化交流的產物;水洞溝文化所具有的文化內涵產生於荒蠻,影響於後世,引起了世界各地研究舊石器時代文化的專家、學者的廣泛注意,也成為寧夏一道亮麗的文化品牌。正如著名地質學家、國家自然科學獎獲得者劉東生院士在《水洞溝-1980年發掘報告》序中所說:「水洞溝不同於一般的考古遺址。它是一個東西文化交流中不斷迸發出明亮火花的閃光點。從2萬多年前獵人們之間的往來,到現代東西方科學家的共同工作,都體現了這種東西文化的交流與碰撞。今天,那些在20世紀初為了尋求科學真理和人類價值而到東方來,並為中國科學事業做出過貢獻的西方科學家們,以及為了舊石器考古學在中國土地上生根開花傾注了畢生精力的裴文中和賈蘭坡先生已經離開我們。但是,他們的精神,他們的事業,以及他們所開拓的東西文化交流與世長存,並必將發揚光大。」

❷ 劉東生對黃土高原的研究有什麼意義

這些研究為人類今天面臨的許多環境問題,諸如黃土高原的水土流失、沙塵暴的頻繁發生,提供了非常重要的決策依據,為全球環境變化研究作出了突出貢獻。

❸ 劉東生的從事研究

劉東生早期所進行的魚化石的研究和後來進行的第四紀地質學、環境地質學以及青藏科學考察等項科研工作既具有繼承性,也具有獨創性。他所取得的科研成果受到國內外的高度重視。其主要科學成就有如下幾方面: 劉東生早年便開始從事古脊椎動物的研究工作,在魚類化石研究方面有獨到的見解。1946年,他對南京五通系中魚化石,甘肅玉門下惠回鋪系中的一個新種古魚——鱈魚,湖南臨灃的鱸形魚類,四川歌樂山哺乳動物群等進行了廣泛的研究。解放前我國魚化石的研究除瑞典人史天秀有所涉獵外,幾乎是空白。劉東生在楊鍾鍵指導下所進行的工作,填補了我國在這方面研究工作的空白。
有著「黃土之父」美譽的劉東生1954年開始從事黃河中游的水土保持工作,先後於1964年、1965年、1966年著述了黃河中游黃土,中國的黃土堆積,黃土的物質成份與結構等獲國家科委科技成果二等獎,70年代又繼續開始黃土的科研工作,即結合生產實踐又帶動了第四紀發展,結合新技術,新方法對黃土進行更加深入系統研究,從古氣候角度出發,建立了國際上公認的洛川坡頭黃土標准刻面,為試圖解決黃土與深海沉積對比做出了關於海陸地層及古氣候對比的工作。繼而完成黃土與環境1985年(中英文獻)專著。獲中國科學院一等獎,國家科委二等獎。

❹ 劉東生是誰啊

劉東生(1917年11月24日-2008年3月6日),我國著名地質學家,中國科學院院士、第三世界科學院院士、歐亞科學院院士、第六、七屆全國人大常委會委員、第三屆中國科學...

❺ 清華大學劉冬生課題組招收碩士生嗎

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❻ 劉東生對青藏高原有什麼貢獻

在多年的考察中,劉東生和同事們發現了青藏高原許多不尋常的地方。如今,雅魯藏布江大峽谷已被確認為世界第一大峽谷,青藏高原上空存在的臭氧低谷也得到確認,這些都歸功於劉東生的研究。

❼ 劉東生以什麼成就獲得最高科技獎的

他的成就怎麼評價都不為過
劉東生是我國全球環境變化研究領域的專家。當前,人類生存環境正面臨一系列的問題,諸如自然環境是怎麼變化的?變化原因是什麼?趨勢又是什麼?劉東生從中國的黃土記錄中為世界科學界尋找答案。
黃土高原分布面積約4.4×105km2,厚度最大的超過300m,這么厚的黃土是怎麼形成的?長期以來,在科學界有兩類觀點。一種觀點認為黃土是「風成」的,由風從沙漠里搬運過來的,這派觀點最早由德國科學家提出來的。第二派觀點是由前蘇聯科學家提出來的,認為中國的黃土是「水成」的,即主要是水搬運沉積而成,而且主要是由洪水搬運沉積的。但不論是德國科學家還是前蘇聯專家都只是在野外考察了中國的黃土高原後得出各自觀點,而沒有從科學上深入地進行論證。「風成」、「水成」代表了截然不同的兩種環境,闡明黃土的成因是黃土環境研究的首要問題。
針對這個問題,劉東生從20世紀50年代開始,就組織幾十個人的研究隊伍對黃土高原十多條大斷面徒步進行了野外考察,收集了大量的第一手資料,系統地採集和分析了大量的實驗室樣品,編制了大量的圖件,完成了黃河中游黃土分布圖、中國黃土分布圖和三部專著,提出了黃土的「新風成說」,從而平息了世界科學界一百多年來的「風成」和「水成」之爭。
黃土的「新風成說」是在吸收了前人的「風成學說」的合理內涵的基礎上發展的。劉東生通過研究證明,整個黃土高原的沉積都是風成的。過去的「風成學說」認為,黃土高原的頂部黃土沉積是風成的。劉東生從時間上,把風成作用從黃土高原頂部黃土(大約是7萬年)拓展到整個黃土序列(約250萬年)。同時,劉東生把「風成學說」的概念進行了擴展。過去的「風成學說」只強調黃土的搬運這一個過程作用,「新風成說」則對物源、搬運、搬運時候的風力情況,沉積時候的環境面貌,以及沉積以後的變化這個全過程進行了闡述。劉東生認為,黃土的沉積過程與我們現在看到的沙塵暴一樣,是逐漸地從沙漠裡面搬運出來,在黃土高原慢慢沉積起來,也就是說,黃土是幾百萬年來一次次沙塵暴的疊加,它的沉積過程同時記錄了環境變化的信息。黃土的「新風成說」為從黃土沉積中提取環境變化信息奠定了基礎。
「新風成說」後來在國際上得到廣泛的接受,劉東生被公認為「風成學派」代表人。自中國改革開放以來,國際上至少有一百位以上的科學家到中國來從事黃土的研究,發表了大量文章,這些文章都是以黃土的「風成說」為出發點的。
正因為這一奠基性的工作,國際地圈—生物圈計劃古全球變化(IGBP-PAGES)主席Oldfield教授撰文評價說,劉東生是中國黃土古環境研究之父,他的研究在國際學術界所受到的尊重,無論怎麼評價都不為過的。

他用行動證明中國科學家走在了前面
上個世紀初期,歐洲科學家通過Alps山地區的冰川沉積物研究發現,這個地區有四次冰期間冰期的變化,從而提出了四次冰期理論,即在第四紀時期(250萬年以來),也就是地質歷史上最新的一個時期,有四次冷暖的交替,冷的時期叫做冰期,兩個冰期之間為溫暖的間冰期,地質學上稱之為旋迴。這個理論後來得到北美、歐洲大陸冰川沉積物研究的證明,此後,四次冰期理論主導了20世紀前半葉環境變化研究領域。劉東生等從20世紀50年代末期開始對這個理論提出了挑戰。
黃土剖面中有兩類顏色和結構都差別很大的地層單元。一類為黃土層,通常呈灰黃色,質地較均一,無明顯結構;另一類為古土壤層,呈紅色,有明顯的土壤結構和土壤發生層次。黃土代表了寒冷乾旱的氣候環境,而古土壤則代表了暖濕的氣候特點,黃土剖面由許多黃土與古土壤交替而成,說明氣候冷暖干濕的交替遠不止四次。1958年劉東生把這項成果以英文發表在Science Record(《科學記錄》)上,引起國際科學家的關注。德國的一位專家馬上把它翻譯成德文,1959年在德國發表,介紹給歐洲的科學家。
1961年,劉東生參加華沙會議(國際第四紀大會)的時候,同張宗祜教授一起在大會上報告了黃土-古土壤所揭示的冰期-間冰期多旋迴的這一特點。之後,這個氣候變化多旋迴特點得到了國際上很多研究的證明,上個世紀60年代中期開始,國際上開始執行深海鑽探計劃取得了大量深海沉積岩芯,進行了大量分析,這些結果都表明,第四紀時期環境氣候變化確實具有多旋迴性。多旋迴理論可以簡單地歸納為:第四紀環境變化為頻繁的、周期性的冷暖交替。多旋迴理論取代四次冰期經典理論,是全球環境變化研究歷史上的一次重大革命。
對劉東生多旋迴理論的奠基,國際上也有很多評論。Oldfield教授的文章曾經這么說過:「1961年,在他出席國際第四紀大會時,就通過典型黃土剖面的研究,提出了第四紀時期古氣候變化遠比原先視為經典的(四次)冰期要多得多的旋迴。」國際黃土研究聯合會主席英國Smalley教授在一篇文章中這么寫到:「1961年的華沙會議是一個重要的轉折點。在這個會議上,中國科學家報告了黃土的成果……中國科學家顯然走在了前面。」

他開啟了中國黃土這本天書
全球變化研究是從20世紀80年代初開始提出、規劃,並在80年代中後期陸續開始實施的,成為全世界科學家們,特別是環境科學家們的一個共同努力的目標。劉東生通過系統研究,重建了250萬年以來環境變化的歷史,成為迄今全球唯一完整的陸地沉積記錄。這方面的成果,1985年發表在《黃土與環境》中英文專著上,發表以後,應德國科學家的要求又對它進行了修訂,以《中國黃土》為題在歐洲重新出版。
對這項工作,國際上的有關科學家表示非常地欽佩與驚訝。華盛頓大學的Busacca教授在一篇書評中就這么寫到:「曾多少次,地質學家以及那些努力探索第四紀歷史的學者們渴望著一個在完整性、時間跨度和詳細程度可以與深海岩芯相媲美的陸相岩石記錄?我們可以苦苦奮斗去識別、去對比、去定年,可那總共才占第四紀時期一小部分的四五個冰磧壟。我們怎能想到劉東生等對中國的(約)200米厚、含30多層古土壤以及無脊椎、脊椎動物和早期人類化石的風成沉積的研究竟然建立了整個第四紀時期的豐富記錄!」同時,這些成果已寫入歐美的一些教科書,如美國的「PALEOCLIMATOLOGY」(《古氣候學》)和澳大利亞出版的「QUATERNARY ENVIRONMENTS」(《第四紀環境》)。
黃土、深海沉積、極地冰芯的記錄已成為全球環境變化的三大國際對比標准。2002年度「泰勒環境成就獎」評獎委員會評價說,「自然界把它的環境變化寫入了3本天書,一本是深海沉積物,一本是極地冰芯沉積,另一本就是中國的黃土沉積物。……劉東生在半個世紀的不懈努力中和他的同事們一起開啟了這3本天書中的一本——中國的風成黃土沉積。」

他開辟了「青藏高原隆升與環境演變」新領域
1964年至今,劉東生一直致力於青藏高原隆起與東亞環境演化的研究,把青藏高原研究同黃土高原研究結合起來,把固體岩石圈的演化同地球表層圈的演化結合起來,開辟了地球科學一個新的研究領域,20世紀90年代以來,地球系統各圈層相互作用已成為國際學術界的研究熱點。
劉東生研究青藏高原,最早是從了解「長尺度環境演化的控制因素」這個問題開始的。自1964年以來的近40年的時間里,劉東生作為一個地學工作者和高山考察組織者,對青藏高原的希夏邦馬峰、珠穆朗瑪峰地區、南迦巴瓦峰以及天山的托木爾峰等地區進行了大規模科學考察,對高山櫟的發現與青藏高原的隆起,雅魯藏布江縫合線的發現和印度板塊與歐亞板塊的碰撞,及三趾馬化石的發現與古環境演變作出了重要貢獻。他於1966年提出的「青藏高原的隆起對自然環境及人類活動的影響」,成為以後青藏研究走向國際研究前沿的重要指導思想。

他說這是全體地學工作者的榮譽
劉東生對科學事業的執著追求,一絲不苟的扎實學風,團結友愛的人格魅力,吸引著一批又一批學子投身門下。幾十年過去了,他帶出的研究生多已成為我國地球環境科學研究的骨幹,組成蔚為可觀的學術梯隊。他領導建立的多學科交叉的現代化科學實驗室,已成為我國及國際第四紀環境科學的研究中心之一。他的工作推動了地球環境科學的發展,使我國第四紀地質學與環境地質學立於國際地球科學的前沿。
面對榮譽,劉東生說:「我是老科考隊員,國家給我的這份榮譽,不是我個人的,是我國全體地學工作者的榮譽。國家授予我最高科學技術獎,我應該奉獻給此時此刻身處高山雪地、崇山峻嶺從事地學勘探、科考工作的全體地學工作者。」

❽ 劉東生的學術著作

劉東生發表的文章被SCI論文引用3000餘次,2002年獲國際「泰勒環境成就獎」。泰勒獎是世界環境科學的最高獎,有「環境科學諾貝爾獎」之稱。但令人奇怪的是,劉先生獲獎以後,國內媒體普遍反應冷淡。他的研究成果對黃土高原水土保持、植被重建以及東部沙地治理等實踐,具有重要的理論指導作用。他熱愛祖國,奉獻於地球科學事業,在學術生涯中,孜孜不倦,努力進取,團結奮進,做出了重大的科學貢獻。他為國家培養了許多人才,他們已經成為中國地球環境科學研究的骨幹。他領導建立了多學科交叉的現代化科學實驗室,已成為中國及國際第四紀環境科學的研究中心之一。他的工作推動了地球環境科學的發展,使中國第四紀地質學與環境地質學立於國際地球科學的前沿。
劉東生是中國地球環境科學研究領域的專家。在近60年從事地學研究中,對中國的古脊椎動物學、第四紀地質學、環境科學和環境地質學、青藏高原與極地考察等科學研究領域,特別是黃土研究方面做出了大量的原創性研究成果,使中國在古全球變化研究領域中躋身世界前列。他在理論研究中的傑出貢獻主要是:從20世紀50年代起,對黃土高原進行了大量的野外考察和實驗分析,完成了黃河中游黃土分布圖、中國黃土分布圖和3部專著,並把過去只強調搬運過程的風成作用擴展到物源-搬運-沉積-沉積後變化這一完整過程。

❾ 劉東生的學術考察

▲從老鄉的窯洞穿越黃土高原250萬年歷史
1954年,37歲的劉東生第一次參加了對黃土高原的研究考察。
這年夏天,劉東生和由古生物學家、地質學家等研究人員組成的綜合考察小組來到河南省會興鎮。傍晚,考察小組的很多成員都出去散步,劉東生發現不遠處有一排排水平而整齊的燈光,靜夜裡百思不得其解,第二天他起了個大早,順著昨晚看見的方向尋覓而去。
原來,劉東生夜裡看見的那一排排燈光是從老鄉住的窯洞里發出來的。這些窯洞有上下幾層,老鄉利用當地黃土裡土壤淀積層的堅固性做窯洞的頂端,相當於天然的天花板。這種窯洞的建築結構引起了原本研究古生物的劉東生的極大興趣。劉東生去請教土壤學家朱顯謨,朱顯謨告訴他,以前被他的老師楊鍾健先生稱為「紅色土」的地層就是這部分窯洞的所在地,其實也屬於黃土地層。
上世紀50年代中期,中國科學院有個重要研究項目,解決黃河中游的水土保持問題,出自對會興鎮老鄉窯洞的啟悟,劉東生一頭扎進了對黃土高原的研究。
劉東生對我國的黃土高原研究設計了大面積網格狀路線調查方案,最終得到了決策者應有的支持,各調查小組堅持步行走完了每條路線,在黃土高原完成了東西與南北向行程上萬里的10條大剖面的考察,收集了大量第一手資料,為我國黃土研究走上世界舞台的第一台階。劉東生和同事們的研究初步確定:我國的黃土已有250萬年的歷史。
「自然界滄海桑田的環境變化在地球上刻下了三本完整的歷史大書:一本是完整保存古環境變化信息的深海沉積,一本是系統反映氣候變化的極地冰川,而第三本書則是中國的黃土沉積。這三本書是我們認識地球上自然歷史、氣候、生物變遷的最佳文獻檔案。」2003年4月12日,在美國洛杉磯舉行的2002年度「泰勒環境獎」的頒獎典禮上,評審委員會成員科恩教授用准確而又不乏詩意的語言,描述了我國黃土沉積這一獨特的地質現象,同時也高度評價了以劉東生為代表的中國科學家在黃土研究方面所取得的卓越成績。
在過去長達半個世紀的時間里,人們普遍認為,古環境變化的信息在深海沉積物中保存最好,極地冰層也能夠系統反映氣候變化,只是其覆蓋的年代跨度不如深海沉積物。而同人類生存空間最為密切的陸相沉積物,因其連續性差、易受風化等特性而長期沒有受到應有的重視。中國科學家獨具慧眼地選取中國特有的黃土沉積物作為研究對象,劉東生以他開展的奠基性的研究工作,被世界同行公認為是有關中國黃土序列的古環境研究之父。
▲從克山病調查昭示環境地質學的出現
1970年冬天的一個晚上,在距離哈爾濱到齊齊哈爾鐵路支線小站不遠的克山縣委招待所,一起搞克山病研究的同事李士榮出差從北京回來了!李士榮向劉東生報告的好消息是:不久前,周恩來總理請一位日本記者在人民大會堂做世界環境保護的報告,環境污染帶來的如克山病這樣的地方疾病問題,已引起周恩來總理及中央有關領導的高度重視!
由於「文化大革命」的到來,劉東生和當時他所在中科院貴陽地球化學研究所的許多科研人員遭到沖擊,後來,中央成立了一個地方病防治辦公室攻克克山病,必須調查克山病中的水土問題,劉東生和幾位學地球化學、土壤的研究人員奉命來到了黑龍江的克山縣,居住的縣委招待所是個簡陋的「大統艙」,許多實驗則藉助縣防疫站的小實驗室。
克山病最早發現是在黑龍江省的克山縣,故此就稱作克山病。「當時醫學工作者發現了這種病有地區性,與地質有關系,我們學地球化學的同志也認為這種病很大程度上與當地老百姓生存的土壤有關系,因此我們就有必要調查病區的水土。」劉東生對記者說。
「研究小分隊需要有一個研究黃土的專家參與病區水土調查,這樣,我從1969年就開始到陝西等地調查。我在調查中發現,在黃土高原一些地勢較為平坦的地區基本沒有克山病,在溝壑縱橫的地區,克山病的病例就很多,就不難得出克山病的成因與水土中的微量元素有關的結論,後來有些同志進一步研究發現,這是因為水裡缺少硒元素,硒元素的嚴重缺乏導致了當地群眾克山病的發生。」劉東生說:「據國外有關文獻的記載,也有因為土壤裡面缺少硒這種元素,牲口吃了當地的草導致肌肉壞死。聯繫到我國發生克山病的情況,我們研究分析了陝西、黑龍江等省當地的水、土、糧食,人的頭發、指甲,發現病區普遍缺硒,而非病區基本不缺硒。」
之後,劉東生就著鹹菜饅頭,翻閱著自己幾年來看文獻資料隨手做成的活頁卡片筆記,根據長期的科研積累,花了一個星期的時間,寫了一篇5000多字的論文:《環境地質學的出現》,隨即刻成蠟版油印了上百份,郵寄給了有關科研部門和領導。不久,他將這篇論文略加修改,發表在中科院貴陽地球化學研究所的內部刊物《環境與健康》上,引起當時國內學術界的重視。
這篇油印的《環境地質學的出現》論文在中國環境科學界最早樹起了一面獵獵飄揚的旗幟,既宣告了中國環境地質學研究的誕生,也驗證了劉東生科學研究就要學會著眼「未來」的觀點的正確。
▲站在洛川黃土坡上洞察世界科學前沿
科學常識告訴我們:幾千萬年以前地球陸地板塊猛烈撞擊,青藏高原突然隆升,氣候環境劇烈演變,強勁的西北風裹挾起大量的黃土和沙粒,在原本是海洋的二十七萬平方公里的地方堆成了黃土高原;暴雨過後暴漲的河流又像把無情的大刀,把黃土高原砍得傷痕累累,滄海桑田,形成了今天黃土高原一帶塬、梁、峁的獨特地形。劉東生等研究地質的中外科學家,無一例外地都把這些黃土的剖面看成是「世紀年輪」。因為,洛川縣黑木溝的黃土剖面———古土壤序列連續完整,化石豐富,保存了大量的氣候、環境、生命等信息,一個土層斷面就是十萬年或者二十、三十萬年的一個氣候時期,是揭示地球第四紀奧秘的極好載體。
早在1955年,劉東生陪同蘇聯一位著名的地質學家帕甫林諾夫考察來到洛川,就對洛川獨特的黃土地貌留下極其深刻的印象。劉東生對記者說:「上個世紀80年代,有個日本地質考察團來到中國,其中一位考察團成員比我的年紀還大,並患有嚴重的心臟病,這位日本老科學家來到洛川的黑木溝後,無論如何也要下到溝里去查看,人們怎麼勸說也不聽,他說:『我在老耄之年能夠到這里親自看過,以後就死無遺憾了。』為何?就是因為洛川的黃土剖面是部世界各國地質學家必看的活生生的教科書,這里的『歷史記錄』在世界其它地方是看不到的,是一個天然的大試驗室。」
外國科學家像僧侶到麥加朝聖一般嚮往洛川,實際上也是對以劉東生為代表的中國科學家地質與環境研究工作成就的一種高度認可。劉東生說:「每次我到洛川實地考察都會有不同程度的收獲,也是對它的實地考察,引發了我對地球環境及其氣候變化的許多科學思考。」
我們或許可以說,中國的黃土研究能夠從此走向世界,很大程度上得益於劉東生先生的高瞻遠矚,站在洛川黑木溝那其貌不揚的黃土高坡上,能夠清晰地看到世界科學的前沿。
▲從世界「第三極」感受環球同此冷熱
劉東生本身也是一部傳奇。今年已經高壽87的劉東生耳朵不聾,視力也很不錯,更令人驚訝的是:他有一股青春的活力,思維與行動一樣敏捷。他頗為自豪地對記者說:這是因為我搞地質、年輕的時候長年累月在野外跑打下的底子嘛!
人們可能有所不知,劉東生還曾擔任過中國科學探險學會主席。
1964年,劉東生參加了我國組織的以冰川學家施雅風為首的一支陣容空前的科學考察隊,攀登希夏邦馬峰,同時還進行了川藏公路波密段泥石流考察。希夏邦馬在藏語中是此地高山氣候嚴酷之意,其峰是當時全世界14座海拔8000米以上高峰中惟一從未被人類涉足過的處女峰,它的海拔高程在此前的文獻和地圖上也很不一致。劉東生和同志們一起走進了世界高地希夏邦馬的群山之中,開展地質學家對科學空白區所做的一些常規性基礎工作。他知道這些工作與黃土高原及環境科學研究並不相悖:這一年恰逢中尼公路正在開通之中,築路民工劈山開道,存在了億萬年的山岩巨石第一次在世人面前暴露出嵯峨面目,對於地質學家來說真是個事半功倍的天賜良機。
夏季里尋常的一天傍晚,考察隊的隊員們陸續從野外返回駐地,北京地質學院教師張康富向劉東生出示了一塊石頭,說這是在海拔5900米冰川旁的岩石里撿到的植物化石。劉東生仔細端詳著這塊輪廓和葉脈清晰的化石,眼睛為之一亮:這分明是一塊闊葉樹的樹葉化石!
闊葉樹在藏東南通常生長在海拔3000米處已是上限,與它同類的化石卻出現在高於這個上限一倍的高處,這說明了什麼問題?當時國際地學界認為青藏高原的高度久已存在,但它隆升的時間並沒有作為問題提出。這塊化石是否會出現在較為晚近的年代裡呢?回到北京,劉東生馬上就找中科院北京植物研究所的專家徐仁做了鑒定,結果讓人欣喜萬分,這塊化石屬於高山櫟,年齡僅有200多萬年!這個非同尋常的發現意味著:青藏高原的強烈隆升是晚近的事件,而且在200多萬年中強烈地上升了3000米!
高山櫟化石的意外發現,引起了劉東生等我國科學家對「青藏高原隆起時間、幅度和階段」課題的探討,後來科學家們對青藏高原隆起的研究,也為全球氣候的變化提供了有力的科學依據。

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