火山噴發是地球上備受矚目的地質現象之一,它雖然會給自然和社會帶來一些災禍,但同時也締造了許多壯麗的地質景觀。中國擁有豐富的火山地質遺跡,類型多樣,國內已先后建成了眾多各具特色的火山地質公園,如五大連池世界地質公園和長白山火山國家地質公園等,構建的以火山地質公園為主體的火山遺跡保護與科學普及模式備受國際贊譽。然而,令人困惑的是,為什么國際社會早期曾誤認為中國沒有火山呢?火山爆發時會給周邊的環境和居民帶來巨大危害,但為什么科學家們卻視之如珍寶?火山旁邊的石頭除了被用作鋪路和建筑建設外,真的還能被用來織布做衣服?

為了解開這些謎團,近日由中國科協科普部、中國科學技術出版社出品,中國地質學會聯合出品,學習強國參與支持,科普中國“基立未來”科普專家系列沙龍“火山的饋贈”欄目播出。本次活動邀請了三位杰出的“地質人”:中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員劉嘉麒,北京科技大學教授、博士生導師賀振宇,以及中國地質科學院與北京大學聯合培養博士研究生米桂龍。他們以專題演講的形式分享了火山及巖漿的研究歷程。此外,主辦方還邀請了來自全國各地的中小學生與嘉賓進行互動,為大家帶來了一場難忘的科普盛宴。

劉嘉麒:火山研究關乎星球演化、人類生存

火山對于星球的形成演化、對于人類的生存和發展,具有至關重要的影響。然而,近百年來,中國幾乎沒有火山噴發,導致人們對中國火山的了解和重視程度不夠。在過去幾十年中,劉嘉麒院士遍訪了全國各地的火山,從青藏高原到澎湖列島,從高原到海洋,率先系統地查明了中國火山的時空分布和巖石地球化學特征,并在火山地質學和第四紀地質學等領域開展了大量具有創新性和系統性的工作。當談及中國當前火山研究的水平時,劉嘉麒院士自豪地表示:“中國在火山研究方面至少與國際上先進國家處于同等水平,甚至在單成因火山、瑪珥湖等研究方向已經處在世界領先水平。”目前,中國已經建立了多家國家地質公園來保護火山地質遺跡,同時不斷投入對火山資源的開發,例如礦產資源、溫泉、礦泉水、地熱和旅游資源等,這些都是火山給予人類的寶貴饋贈。

劉嘉麒院士強調,基礎研究的根本目的在于用科學來推動社會發展、服務人類進步。他認為,理論基礎要推動應用,促進科學技術的發展。在過去,玄武巖通常被開采后粉碎用于鋪路和打地基,這種方法雖然消耗了大量的資源,但發揮的價值極其有限。而現在,通過對于玄武巖特性的深入研究,可以通過一定的工藝將合適的玄武巖拉成纖維,做成鱗片或巖棉,還可以進一步復合成多種復合材料,應用在航空航天、軍事、建筑、交通、環保和海洋等各個領域。這是一類性能優良且完全清潔的材料,它的發明和生產對于社會的發展是起到了積極推動作用。

劉嘉麒院士寄語青年人:“火山對于星球的形成演化、對于人類的生存和發展、對于各種礦產資源的財富的創造、對于一些氣候環境的影響,都具有十分重要的作用。未來應該有一些人,特別是青年人,更加深入地研究地球科學和火山地質學,能夠在科學上取得更加深入的推進。”他鼓勵青年人勇于探索、勇于創新,不斷推進科學研究的進步和發展。

賀振宇:火山巖研究揭開火山活動的奧秘

火山學家的使命在于重現火山的形成過程,探索火山活動的規律。火山巖對于火山學家來說,就像是一本揭開火山活動和巖漿成因秘密的書。通過研究火成巖巖石學,可以一方面重現火山的噴發歷史及其巖漿來源,為預測火山噴發和防災減災提供堅實的理論依據;另一方面,也可以通過研究火山巖漿的起源深入了解地球的演化歷史,包括板塊運動、地幔和地殼的物質組成。賀振宇教授以冰島和印度尼西亞的火山為例,詳細闡述了火山噴發方式會因巖漿產生方式的不同而有所差異,深入介紹了巖漿的分類、成分、性質及其對火山噴發的影響。

據他介紹,全球約有5億人居住在火山附近,而在中國東部,分布著眾多的新生代火山,分布面積約18.6萬平方公里,其中部分火山仍然是活火山,如吉林長白山天池火山、龍崗火山、云南騰沖火山、黑龍江五大連池火山、鏡泊湖火山和海南瓊北火山等6座火山被中國火山監測臺網認為是具有潛在噴發危險的活火山。死火山的完整噴發歷史通過地表的風化剝蝕作用可能會出露巖漿管道、巖漿房等,這些部分能夠為研究活動火山提供非常難得的參照。然而,賀振宇教授指出,“目前我們對火山內部的工作機制仍知之甚少。”他表示,“隨著科技的發展,深地探測技術、遙感技術、無人機、大數據計算等將為火山學研究提供極大的便利和發展機遇,未來需要許多對火山充滿熱情和好奇心的年輕科學家開展更多的研究工作。”

米桂龍:帶著對地質學的熱情探索神秘的地震

地球深處隱藏的力量,既成就了壯麗的火山與洶涌的巖漿,又制造了震撼人心地震的奇跡。米桂龍博士,一位對地質學懷揣熱情的青年學者,深入淺出地為我們介紹了地震發生的基本原理,揭開了地震的神秘面紗。為了探索地震的秘密,米桂龍博士經常要身赴野外,進行地質科考工作,過程中發生了很多驚心動魄的故事。

2020年,米桂龍博士在導師的帶領下,在中國與不丹的邊境發現了一處記錄地震信息的懸崖。為了準確判定這一地區地震的發生周期,他在近500米高、幾近垂直的懸崖上進行了放射性同位素定年的連續取樣工作。他視這次野外經歷為一次充滿了危險與挑戰的奇妙探險,而這種冒險精神正是出于他對地質學的深深熱愛和對未知的探索。他堅信,“人生最美好的體驗莫過于追尋自己熱愛的事,去探索未知的世界,體驗生活的美好。無論在哪里,我也都會帶著對地質學的熱情,繼續探索、學習和分享。”作為一位青年科研工作者的代表,米桂龍博士的演講展現了一位年輕科研工作者的扎實科研狀態,他的勇敢創新和堅定執著無疑感染了在場的每一個人,他的經歷激勵青年人以興趣為引導,以挑戰為動力,勇往直前,去探索那個宏大而神秘的地質世界。

演講結束后,三位演講嘉賓與線上觀眾連線互動,就“如何對艱苦的野外科考保持樂觀的精神?”“火山學家會像《火山摯戀》里那樣穿著金屬做的衣服和鞋子在火山口等待火山噴發嗎?”“未來能夠將地震變成利民的事情嗎?”等問題進行回答互動。這次在線互動環節不僅解答了觀眾的疑惑,更為重要的是,它進一步激發了青年一代對科學探究的強烈熱情。

不懼眾流,方為江海。科技文明宛如浩瀚的大海,多姿多彩,不斷交流融合,相互影響。火山是大自然給予的饋贈,成為人類深入了解和闡述地球提供了寶貴的窗口。中國的地質學家在火山研究領域取得了卓有成效的成果,走在了世界前列。他們不懼嚴寒酷暑,跋山涉水,地質科考足跡遍布全球,他們身上閃耀著任勞任怨的精神、勇往直前的創新精神、嚴謹務實的科研精神以及無私奉獻的精神,這些精神也將成為一代代地質人面向未來、不斷前行的力量源泉。

來源: 科普中國