文章來源于：中國網(wǎng)，原文鏈接：未來地質(zhì)學(xué)是自然科學(xué)的王冠——記中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所翟明國院士
 

作為孕育人類生命的搖籃，我們生存的這顆地球，自誕生之日起至現(xiàn)在已有46億年了，如果把這46億年時(shí)間壓縮成一天，那么人類直到23時(shí)59分56秒才出現(xiàn)，人類文明僅僅只有0.1秒。因此，即使在科技迅速發(fā)展的今天，我們對(duì)于地球的秘密仍然知之甚少。作為研究地球歷史的學(xué)科，地質(zhì)學(xué)就是研究地球構(gòu)造、物質(zhì)和環(huán)境演化的科學(xué)。地球早期歷史是以百萬年、千萬年和億年來計(jì)算的，而現(xiàn)在的地質(zhì)活動(dòng)則是以萬年、千年和百年為標(biāo)尺，地質(zhì)災(zāi)害和地質(zhì)環(huán)境變化，要求更精確的尺度。地球經(jīng)歷過各個(gè)“歷史年代”——冥古宙（＞38／40億年）、太古宙（＞25億年）、元古宙（＞5.4億年）和顯生宙（5.4億年至今）。顯生宙又劃分不同的代，如古生代、中生代和新生代。

地球演化中的為什么實(shí)在太多了，比如地球的過去是什么樣子？它的將來會(huì)變成什么樣子？地球早期生命形成的地球環(huán)境是什么樣的？地球永遠(yuǎn)適合生命生存嗎？地球本身有生有死嗎？大陸是如何形成的？水和氧氣是從哪里來的？地球的礦物資源和油氣資源是如何形成的？它們是取之不盡用之不絕的嗎……地球的秘密實(shí)在太多太深?yuàn)W。這些秘密吸引著人類，也吸引了無數(shù)科學(xué)工作者為之奮斗。中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的翟明國院士就是探秘地球隊(duì)伍中的一員。

翟明國院士主攻的方向是前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)、變質(zhì)地質(zhì)學(xué)和巖石學(xué)研究。作為國內(nèi)前寒武紀(jì)地質(zhì)研究的代表性人物、學(xué)科帶頭人之一，多年來，他的研究集中在華北陸塊以及相鄰地區(qū)，針對(duì)早期陸殼的形成與增長、早期大陸殼的結(jié)構(gòu)與成分、前寒武紀(jì)與顯生宙變質(zhì)作用和大陸動(dòng)力學(xué)機(jī)制的異同，以及大陸演化歷史與礦產(chǎn)資源的富集機(jī)理等前沿核心科學(xué)問題，取得了一系列的創(chuàng)造性成果，為我國礦產(chǎn)資源的勘探開發(fā)做出了重要貢獻(xiàn)，更為我國前寒武紀(jì)地質(zhì)和變質(zhì)地質(zhì)研究做出了突出貢獻(xiàn)。

踏遍山川海岳 描繪地質(zhì)春秋

首先科普一個(gè)名詞——“前寒武紀(jì)”。地球約有46 億歲，以距今大約5.4億年，即顯生宙第一個(gè)地質(zhì)時(shí)代寒武紀(jì)為界，之前約40 億年的地質(zhì)時(shí)代稱為前寒武紀(jì)。顯生宙，顧名思義，就是地層中可以保存特定時(shí)代的、肉眼可以識(shí)別的生物化石的歷史時(shí)期。生物化石記錄了地球從早期無氧、貧氧進(jìn)入了富氧的階段，也是從原核生物、真核生物到生物大繁榮的新階段。神秘的前寒武紀(jì)是一段漫長而缺少生命的時(shí)間，約占全部地史的六分之五。由于沒有足夠的生物化石依據(jù)，人們對(duì)地球這段歷史知之甚少。那時(shí)的世界是一片長達(dá)40億年的漫長死寂，就像是黎明前的漫漫長夜，但死寂的前寒武紀(jì)其實(shí)并不死寂，那時(shí)有更高的溫度、更強(qiáng)的物質(zhì)和構(gòu)造活動(dòng)，從而形成了地球的圈層，直至出現(xiàn)了大氣圈、水圈和生物圈，出現(xiàn)了穩(wěn)定的大陸，是造天造地的激動(dòng)人心的歷史時(shí)期。前寒武紀(jì)的地球有太多太多人類還不完全知曉的秘密，翟明國院士的地質(zhì)研究就致力于前寒武紀(jì)的大陸演化。

時(shí)間回溯到50年前。1973年，翟明國考進(jìn)西北大學(xué)地質(zhì)系，從此開啟了他的地質(zhì)科研之路，分別于1982年和1989年在中國科學(xué)院地質(zhì)研究所先后獲碩士、博士學(xué)位。翟明國認(rèn)為，我們生活在地球上，就要認(rèn)知地球是怎么來的、怎么演化的、將來會(huì)發(fā)展成什么樣子。為什么翟明國會(huì)選擇前寒武紀(jì)作為研究？在他看來，前寒武紀(jì)是地球歷史上最重要的一段歷史時(shí)期，地球大陸的80－90％以上是在前寒武紀(jì)形成的。解讀前寒武紀(jì)的地質(zhì)歷史，對(duì)于人類進(jìn)一步認(rèn)識(shí)地球、利用地球、保護(hù)地球有著很重要的影響。

翟明國對(duì)前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)的研究多集中在華北地區(qū)。根據(jù)相關(guān)研究資料顯示，華北地區(qū)具有地質(zhì)歷史古老、巖石類型復(fù)雜、構(gòu)造演化多樣等特點(diǎn)，值得重點(diǎn)研究。做地質(zhì)研究工作是一件苦差事，并不是坐在辦公室查查資料就能取得成果的，而是要進(jìn)行廣泛的野外實(shí)地考察。華北地區(qū)約有30萬平方公里的廣大面積，有超過38億年地質(zhì)“年齡”的古陸塊，也是中國境內(nèi)保存較好的古陸塊。所謂“讀萬卷書，行萬里路”，翟明國已經(jīng)讀了“萬卷書”，隨之，他的腳步踏上了“萬里路”。30多年來，他幾乎走遍了華北地區(qū)，而且每年至少要花三四個(gè)月時(shí)間在野外考察。到目前為止，他已經(jīng)走遍了祖國的大江南北以及世界上許多地方。

通過長期考察和研究，翟明國在華北發(fā)現(xiàn)了古老的高壓麻粒巖－退變榴輝巖變質(zhì)地體，這對(duì)于理解地殼的早期形成和板塊構(gòu)造機(jī)制具有重要意義；他還對(duì)華北條帶狀鐵建造的時(shí)代與構(gòu)造環(huán)境進(jìn)行了系統(tǒng)研究；在早前寒武紀(jì)的地質(zhì)環(huán)境、大氣和海洋的氧化狀態(tài)方面，翟明國還提出自己新的看法。除此之外，翟明國建立了華北早前寒武紀(jì)下地殼剖面，提出華北東部大部分下地殼在中生代被置換，并引發(fā)了大規(guī)模金礦成礦作用；通過對(duì)華北克拉通早前寒武紀(jì)重大事件的厘定，翟明國提出了華北早前寒武紀(jì)陸殼經(jīng)歷了由垂直到橫向轉(zhuǎn)變的多階段構(gòu)造模式。

在此研究基礎(chǔ)上，翟明國研究固體礦產(chǎn)資源富集隨大陸演化的規(guī)律和機(jī)理，對(duì)我國礦產(chǎn)資源的開采有著重要的指導(dǎo)作用。在翟明國等一批中國地質(zhì)學(xué)家究推動(dòng)下，目前中國前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)研究不僅與世界同步，甚至在早期陸殼形成演化、太古宙／元古宙界限、變質(zhì)作用過程，以及對(duì)早期構(gòu)造機(jī)制的指示等領(lǐng)域，已居于世界領(lǐng)先地位。據(jù)ESI統(tǒng)計(jì)，“華北克拉通前寒武紀(jì)地質(zhì)”研究，連續(xù)多年在全球地球科學(xué)領(lǐng)域504個(gè)“研究前沿”中排名第三或第二，在我國所有自然科學(xué)基礎(chǔ)研究領(lǐng)域44個(gè)“研究前沿”中排名第一。2017年中國科學(xué)院與科睿唯安聯(lián)合發(fā)布研究前沿，“華北克拉通前寒武紀(jì)地質(zhì)”在全球地球科學(xué)十大熱點(diǎn)前沿領(lǐng)域中排名第二，并被評(píng)為中國自然科學(xué)最活躍前沿研究領(lǐng)域。此后至今，仍然是最有影響的地球科學(xué)研究領(lǐng)域之一。

穿越億年時(shí)空 揭秘地球歷史

地球還有個(gè)名字叫硅酸鹽星球，硅酸鹽的天然物質(zhì)就是礦物和巖石，也就是石頭。翟明國的辦公室里，就擺著許多石頭，墻根下是石頭，紙盒里還是石頭……這些看上去似乎“平平無奇”的石頭，平均年齡都是30多億歲，比所謂的“鉆石”“寶石”珍貴多了。在他的眼里，一塊石頭就代表著一個(gè)故事，它記錄的是地球演化歷史的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。翟明國期待從這些石頭穿越億萬年的時(shí)空，深入其中去發(fā)現(xiàn)地球隱藏的古老秘密，幫助人類認(rèn)識(shí)早期的地球歷史。

做科學(xué)研究，需要努力和付出，需要探索和解決難題，需要研究成果為社會(huì)服務(wù)，這正是翟明國的科研追求。這些年來，翟明國負(fù)責(zé)承擔(dān)了多項(xiàng)國家、基金委、中科院多個(gè)重大、重點(diǎn)（包括973項(xiàng)目）和重大國際合作項(xiàng)目。具有代表性研究成果有：最早發(fā)現(xiàn)和報(bào)道了在中國華北保存有早前寒武紀(jì)高壓變質(zhì)帶，包括高壓麻粒巖和退變榴輝巖；最早提出中國華北克拉通與世界其它克拉通在構(gòu)造演化上有重大差別的巖石學(xué)和地球化學(xué)證據(jù)，以及前寒武紀(jì)重大地質(zhì)事件劃分方案。此外，他最早報(bào)道了大別山超高壓變質(zhì)帶有沉積變質(zhì)的硬玉石英巖，證實(shí)確曾有形成于地表的巖石因構(gòu)造作用下插到地幔深度，而后又抬升到地表；提出將大別山和山東的高壓變質(zhì)巖劃分為三個(gè)不同性質(zhì)的巖石構(gòu)造單元，從而為造山帶構(gòu)造演化提供了新的思路；提出在華北中生代巖石圈減薄過程中，下地殼起到重要作用；發(fā)現(xiàn)和報(bào)道了朝鮮半島印支期榴輝巖，討論了大別山－蘇魯造山帶在朝鮮半島的延伸狀態(tài)，為東北亞的構(gòu)造演化奠定了基礎(chǔ)。

鑒于翟明國研究成果的突出貢獻(xiàn)，他于2009年當(dāng)選為中國科學(xué)院院士，又于2014年當(dāng)選為發(fā)展中國家科學(xué)院院士。進(jìn)行科研工作的同時(shí)，翟明國還將他的研究成果寫進(jìn)了論文，到現(xiàn)在為止，已先后發(fā)表SCI論文二百余篇，專著與論文集30部，科研報(bào)告十余部。截至目前，他先后獲得國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，中國科學(xué)院自然科學(xué)一等獎(jiǎng)一項(xiàng)、二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，國土資源部科技創(chuàng)新一等獎(jiǎng)兩項(xiàng)，教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，以及何梁何利獎(jiǎng)和韓國地質(zhì)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等。

翟明國還特別關(guān)注青年人和研究團(tuán)隊(duì)的建設(shè)，宣傳和發(fā)揚(yáng)“人梯精神”，積極參與院士咨詢工作，深入廠礦、農(nóng)村進(jìn)行調(diào)查研究，為國家發(fā)展獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。他認(rèn)為科普是每個(gè)科學(xué)工作者的責(zé)任，是提高全民族素質(zhì)的必修課程，因此積極參與科普活動(dòng)，受眾對(duì)象從黨校干部，到研究生、大、中、小學(xué)生，以及社會(huì)各界群眾。

近年來，翟明國特別關(guān)注地質(zhì)學(xué)的發(fā)展，他強(qiáng)調(diào) “地球是有生命的，有生就有死，地球演化是不可逆的。地球內(nèi)部的能量按照放射性同位素的衰變計(jì)算，再有四十多億年就耗盡了，將失去人類需要的氧和水，將變成一顆死星，不適合人類生存了”。所以，他表示，我們必然要研究地球過去到現(xiàn)在的演化，從現(xiàn)在到未來又會(huì)怎樣，并且合理利用地球，與地球和諧共處，并探索地球的未來。翟明國預(yù)言，在不久的將來地球科學(xué)中一定會(huì)孕育出一門新的分支學(xué)科——“未來地質(zhì)學(xué)”。這門科學(xué)將回溯地球的起源和過去的演化到審視現(xiàn)在的地質(zhì)過程，來展望地球未來的構(gòu)造新機(jī)制、物質(zhì)循環(huán)新狀態(tài)、地球環(huán)境新變化，從而為地球的宜居性提供科學(xué)依據(jù)和對(duì)策。

“未來地質(zhì)學(xué)”是自然科學(xué)的王冠。我們需要提前做好知識(shí)與人才的準(zhǔn)備，才有機(jī)會(huì)去摘取這枚王冠。