发布日期:2023-09-21 浏览次数:18804
编者按:
一百多年前,西方列强在中国土地上肆意妄为,人民蒙难,国家蒙尘,为了拯救中华民族,无数仁人志士奋起反抗,探寻救国救民的方法,并选择了不同的道路。在爱国救亡运动中,中国地质事业的初创与奠基也于此开始。建国初期,一代代地质人艰苦奋斗,为破解“地质工作搞不好,一马挡路,万马不能前行”的工业发展制约,作出了突出贡献,用实际行动践行着地质报国的理念。
【大地之子】系列,以中国近现代早期地学家为脉络,通过介绍其主要贡献,将近现代中国地质事业的发展历程展现给大家,深切缅怀曾为中国地质事业快速发展,呕心沥血、筚路蓝缕,乃至“殉难”捐躯的老一辈地质学家。他们把对祖国和人民的忠诚与发展地质事业联系在一起,正是这些地学先驱的不懈努力才开创了我国地质事业发展的纪元。
中国“黄土之父”——刘东生
地学界有这样一个说法:目前人类了解地球的自然历史有三部书,一部是深海沉积物,一部是极地冰芯,一部是中国的黄土。而把黄土这部书“读”得最好的就是刘东生。
刘东生(1917—2008)
刘东生1917年出生于沈阳皇姑屯的一个铁路职工家庭,幼年的他目睹了1928年6月4日的“皇姑屯爆炸案”,亲历了日本帝国主义的侵略。在天津南开中学读书期间,“九一八事变”爆发,日军占领沈阳,中学毕业回家那天又恰逢卢沟桥 “七七事变”,南开中学校舍遭日军轰炸,大部分校舍被毁,学校停课。国难屈辱铭刻于心,心中涌动的爱国之情和为多灾多难的祖国刻苦学习的目标,一直贯穿了刘东生的整个学生时代。
如愿考入地质调查所
父亲曾想让刘东生去美国学习,但他拒绝了,转而投报西南联合大学。他说“那么多同学,有的在前方打仗,有的在大后方读书,想以此积蓄力量为抗战出力,我为什么要做祖国的逃兵呢? 即便是苦海,我也要和同学们与我们的国家一同承受! ”
1938年的某天,在西南联合大学学习机械专业的刘东生读到了杨钟健的一篇文章《论抗战和乡土的研究》,受到启发: “欲爱祖国,必爱家乡,就要懂得家乡的山山水水。”动荡年代成长起来的刘东生,早已将“爱国自强”深埋心底,这篇文章深深触动了他的心弦。经过深思熟虑后,刘东生拿到了关系到自己一生事业的转系表格,转到了地质学专业。这一转变彻底改变了刘东生先生一生的轨迹,从此开始了他以地质科学研究报效祖国的航程。在此后的地质生涯中,他创立了黄土学,平息了 170 多年来的黄土成因之争,拉开了将中国黄土纳入研究全球环境演化框架的序幕,他建立了260万年以来的气候变化历史,使中国黄土成为古气候变化记录的最重要档案库,为全球气候变化研究作出了重要贡献,带领中国第四纪研究跻身于世界领先行列。
中国黄土分布广泛,约占全国总面积的6.6%,黄土作为地球系统演化的历史记录,对地球系统科学研究有着极其重要的意义。黄土作为一门学科来研究,特别是从地质学角度出发进行研究,是从19世纪中叶开始的,在到20世纪中叶的近100年时间里,有关黄土成因的争论激烈。这个时期,国外学者来中国,对我国的地质地貌进行科学考察,提出了对于中国黄土成因的看法。其中比较代表性的学说有“水成说”“风成说”“残积说”“多种成因说”等。
20 世纪 50 年代,我国在西北黄土区进行了大规模经济建设,开展了治理黄河和黄土高原水土保持工作,黄土研究在此时代背景下,也走上了快速成长的道路。这一时期,我国各地陆续成立了与黄土研究有关的专门研究机构。有关生产部门、科学研究单位和高等院校分别对黄土区水文地质、工程地质、遗迹路堑边坡和地基、黄土地貌、地层以及埋藏土等进行研究。
20世纪50年代,刘东生(左)与王克鲁(右)在黄土高原野外考察
1954 年,刘东生参加了黄河中游水土保持的科学考察工作,对黄土成因及其特性做了系统的研究,编制了1:200万的《中国黄土分布图》,1:50万的《黄河中游黄土分布图》。他用数学方法对黄土的搬运与沉积进行模型研究,论证了黄土是一个具有独特古气候意义的地质建造,这为黄土的洲际对比和全球性黄土成因的研究工作奠定了基础。
1958年,刘东生等在陕西午城镇黄土中发现了长鼻三趾马与中国貉等化石,确认中国黄土开始发育在早更新世,指出“红色土本身所夹带的红条是被埋藏的一种褐色土型的古土壤”。提出“红色土”其实是夹杂有古土壤的黄土,扩大了黄土的概念。并把我国的黄土地层划分为老黄土和新黄土。“老黄土”中古土壤的发现,对于中国黄土研究是十分关键的一步,为后来的古环境变化研究奠定了基础。这一成就,使人们对黄土有了一个全新的认识,从而确认了巨厚的黄土高原是由260万年以来沙尘暴的形式沉积而成的;而干旱的沙尘暴时期中间又有多次气候变得温暖湿润的时期,形成古土壤。
1970 年代,刘东生先生在托木尔峰考察
此后,刘东生通过对黄土剖面的系统研究,重建了第四纪260万年以来环境演变的历史,成为迄今全球唯一完整的陆地沉积记录,并可以很好地与深海沉积岩芯、极地冰芯的记录进行对比,从而建立了全球变化理论的国际对比标准。
1964年,刘东生和王克鲁根据哺乳动物化石、地貌区域及气候特征,提出了中国北方第四纪地层划分方案,编制了黄河中游黄土地层划分表。这个划分方案对于黄土高原河谷区寻找含水层也有实用价值。
经过多年的野外调查和研究,刘东生观察到黄土高原地层、地质和岩性在广大范围内具有相似性和一致性,提出了黄土高原“新风成”学说。黄土“新风成说”在概念扩展、时代延伸、空间细分三方面突破了以前的学说。1966年,刘东生对中国黄土地层的物质成分与结构进行研究,查明了黄土地层粒度成分以粉砂为主,发现马兰黄土粒度成分自西北向东南逐渐变细,并据此将黄土分为砂黄土、黄土和黏黄土三个带,黄土颗粒的组成向下风方向变细。这些均是黄土风力搬运的有力证据,进一步充实了黄土的风成理论。
刘东生提出的“新风成说”理论,揭开了黄土形成之谜,是目前最主流的成因学说
“新风成说”立足于黄土风成,放眼于第四纪全球气候与环境演化,其研究的广度、深度及环境意义都远超过早期的风成理论,成为第四纪环境研究的一个重要方面。“新风成说”提出后,得到了学界广泛的认同,成为最主流的黄土成因学说。它的提出,基本平息了 170 多年来的黄土成因争论,最终揭开了黄土形成之谜,把黄土的物源、堆积过程、搬运方式、黄土性质与古土壤发育等与第四纪全球性冰期旋回和大气环流联系起来,并以现代大气环流尘暴动态作为认识过去黄土形成过程“将今论古”的参照系统。
作为运用中国黄土沉积研究古气候的先驱,刘东生在2002年获得了泰勒国际环境成就奖,这是该奖项设立20多年以来,首次颁给从事古环境研究的专家。2004年2月20日,国家科学技术奖励大会在北京隆重举行。中国科学院院士、中国科学院地质与地球物理研究所研究员刘东生与中国工程院院士、中国载人航天工程总设计师王永志一起获得了2003年度国家最高科学技术奖。面对地学界同仁的高度赞誉,刘东生表示:“虽说我取得了一些成绩,但我知道这是大家齐心用力的结果,我个人却得到国家如此大的褒奖,我感觉到只能尽有生之力继续前行,为我国的地质事业做更多事,才不辜负国家和人民给予的厚望。”
2008年,刘东生因淋巴癌医治无效在北京去世。在热爱他的人眼中,这个几乎一生都在用脚步丈量土地的老人并没有离开,只是开启了一次没有归程的科学考察。
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整编:牛静笛
科学审核:何学智