深耕構(gòu)造與古地理 書寫第三極科研擔(dān)當(dāng)
在青藏高原北部無人區(qū)，寒風(fēng)裹挾著沙粒割過臉頰，稀薄的空氣讓每一步前行都格外沉重，而第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究項目團(tuán)隊的隊員們正是在這里的陡峭山壁間穿梭采樣，為獲取理想樣本反復(fù)往返。
巍峨的高山如何記錄地質(zhì)構(gòu)造的歷史？神秘的季風(fēng)怎樣參與地形地貌的變遷？廣袤的高原對全球氣候發(fā)揮著怎樣的作用？對青藏高原演化與環(huán)境變化的探索吸引著一代代高原科考人的腳步。
蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院戴霜教授是第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究專題負(fù)責(zé)人之一，其團(tuán)隊圍繞第二次青藏科考第七任務(wù)“高原生長與演化”下設(shè)的第四專題“碰撞以來古地理格局與構(gòu)造地貌過程”，開展了高原北部河西走廊-祁連山-柴達(dá)木-昆侖山及高原東南部地區(qū)新生代古地理與荒漠化過程綜合科學(xué)考察工作。
再登高原，開啟新征程
戴霜與青藏科考之間難以割舍的深厚聯(lián)結(jié)，早已深深扎根于蘭州大學(xué)五十余年的青藏高原科研傳承中——從李吉均先生深耕冰川地貌演化，到方小敏院士聚焦高原隆起與環(huán)境變化，蘭大人對高原的探索從未停歇。戴霜到蘭大工作后，便接續(xù)這份學(xué)術(shù)使命，專注于青藏高原隆升與資源環(huán)境效應(yīng)研究，而國家對青藏高原的生態(tài)屏障、亞洲水塔功能及資源稟賦等核心問題的認(rèn)知需求，更讓他堅定了深耕這一領(lǐng)域的決心。
此前，他曾針對高原北部構(gòu)造與氣候環(huán)境演變、礦產(chǎn)資源開展了多年的研究，積累了豐富的第一手資料，還于2017年作為共同負(fù)責(zé)人牽頭申報并獲準(zhǔn)立項國際地球科學(xué)計劃項目IGCP652（2017-2023），作為中方負(fù)責(zé)人組織30多位研究人員開展地質(zhì)年表修訂研究，構(gòu)建了更為廣闊的國內(nèi)國際合作渠道，為青藏科考積累了扎實的跨學(xué)科研究經(jīng)驗，奠定了堅實的基礎(chǔ)。
這份歷經(jīng)多年打磨的跨學(xué)科積淀，恰好與國家深化對青藏高原科學(xué)認(rèn)知的迫切需求形成呼應(yīng)。第一次青藏科考初步摸清了高原基本現(xiàn)狀，2000年前后的國土資源大調(diào)查也積累了豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，但這些工作多以調(diào)查性、公益性為主，在系統(tǒng)性深化研究方面仍存在短板，第二次青藏高原綜合考察研究項目的啟動便應(yīng)運(yùn)而生。
“第一次科考和國土資源大調(diào)查讓我們了解了高原的現(xiàn)狀和部分礦產(chǎn)資源情況，但對于一些大的地質(zhì)事件、氣候環(huán)境事件是怎么發(fā)生的，青藏高原及周邊地區(qū)對它們是如何響應(yīng)的，青藏高原形成后對全球的具體影響是什么，這些核心問題我們都還不清楚。”戴霜解釋道。
與第一次科考相比，此次科考涉及領(lǐng)域更加廣泛，涵蓋地質(zhì)、礦產(chǎn)、環(huán)境、生態(tài)、人文等多個方面。戴霜團(tuán)隊聚焦的古地理格局研究方向，核心目標(biāo)十分明確：“一是搞清楚新生代以來青藏高原及周邊的古地理格局變化，二是聚焦構(gòu)造地貌要素，細(xì)化山體抬升、侵蝕的過程，更關(guān)鍵的是探究全球重大構(gòu)造氣候事件在青藏高原的響應(yīng)，以及青藏高原對全球構(gòu)造氣候的反饋?zhàn)饔谩！?/span>
野外調(diào)查現(xiàn)場
青藏高原地域遼闊，并非所有區(qū)域都適合開展科考。相較于擁有板塊碰撞帶的青藏高原南部，青藏高原北部昆侖山—祁連山地區(qū)，發(fā)育一系列巨型山系如昆侖山、祁連山、阿爾金山等，南接高原腹地可可西里—巴顏喀拉山一線，北鄰塔克拉瑪干、騰格里沙漠、巴丹吉林沙漠等關(guān)鍵區(qū)域，遠(yuǎn)離南部板塊碰撞核心，處于碰撞遠(yuǎn)程影響區(qū)。
所以該區(qū)域新生代地質(zhì)構(gòu)造相對單一，主要是整體抬升和區(qū)域斷褶活動，巖石變質(zhì)作用弱，大部分巖石能保留原始模樣，沒有碰撞帶復(fù)雜構(gòu)造的疊加干擾，且柴達(dá)木、河西走廊等盆地地層連續(xù)完整，為追溯山體抬升、構(gòu)造演化脈絡(luò)提供了清晰樣本，為研究構(gòu)造現(xiàn)象提供了有利條件。??“這里還是西風(fēng)與季風(fēng)的交界地帶，山河相間，生態(tài)環(huán)境脆弱，氣候或地貌稍有變化，生態(tài)系統(tǒng)便會隨之改變，是研究地理演變的天然實驗室。”戴霜解釋道。
另一處重點(diǎn)考察區(qū)域則集中在藏東南橫斷山和三江地帶。該地區(qū)是南亞季風(fēng)深入高原的主要通道，南北走向的山系與季風(fēng)風(fēng)向一致，使其成為研究季風(fēng)氣候效應(yīng)的典型區(qū)域。同時，藏東南地區(qū)作為南亞季風(fēng)的必經(jīng)之路，氣候濕潤，與北部的干旱環(huán)境形成鮮明對比，這一差異為研究不同氣候背景下沉積物的搬運(yùn)和沉積規(guī)律提供了寶貴樣本。
而他們的研究陣地，也不止于高原群山，實驗室分析同樣是解鎖地質(zhì)密碼的關(guān)鍵。實驗室里，團(tuán)隊運(yùn)用多種先進(jìn)研究方法開展了系統(tǒng)分析。為在沉積盆地中建立完整的地質(zhì)年代序列，團(tuán)隊運(yùn)用了蘭州大學(xué)最早系統(tǒng)開展的磁性地層學(xué)方法，該方法在相關(guān)研究中具有獨(dú)特優(yōu)勢；在構(gòu)造地貌研究方面，采用宇宙成因核素測年法，能準(zhǔn)確測定地質(zhì)體的埋藏和暴露年代；此外，環(huán)境磁學(xué)、生物標(biāo)志化合物等成熟的先進(jìn)研究方法也被廣泛應(yīng)用。
聚焦前沿，貢獻(xiàn)新方案
“我們現(xiàn)在算是圓滿完成任務(wù)了。”戴霜說。
截至目前，戴霜教授團(tuán)隊在第二次青藏科考中取得的主要成果可以歸納為四個方面：一是完善了高原北部的地層年代框架；二是查明了從漸新世和中新世的柴達(dá)木的古氣候古生態(tài)環(huán)境情況；三是查清楚了藏東南地區(qū)大江大河的演變過程；四是在集成所有研究成果的基礎(chǔ)上，編制了5張不同時間段的青藏高原古地理圖。這些成果對于“高原生長與演化”這一核心任務(wù)提供了強(qiáng)有力的支撐。“我們在青藏高原的北部和東南部這兩塊兒地方有了比較多的發(fā)言權(quán)。”戴霜說。
除了理論層面的突破，該研究成果也在生態(tài)保護(hù)、資源勘探與防災(zāi)減災(zāi)等多個領(lǐng)域得到實際應(yīng)用。
在生態(tài)保護(hù)領(lǐng)域，成果為國家重大戰(zhàn)略規(guī)劃提供了直接科學(xué)支撐。根據(jù)《國家公園空間布局方案》，國家將于青藏高原布局13個候選區(qū)，形成青藏高原國家公園群。戴霜教授團(tuán)隊編制的5張不同時間段的青藏高原古地理圖，即可對此提供直接參考。
2019年9月，習(xí)近平總書記在鄭州主持召開黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會并發(fā)表重要講話，并強(qiáng)調(diào)“黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展是國家重大戰(zhàn)略”，“黃河上游要以三江源、祁連山、甘南黃河上游水源涵養(yǎng)區(qū)等為重點(diǎn)，推進(jìn)實施一批重大生態(tài)保護(hù)修復(fù)和建設(shè)工程，提升水源涵養(yǎng)能力”。
“因而，在推動黃河上游水源生態(tài)保護(hù)修復(fù)的同時如何兼顧經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展？成為一大難題，如何破題是關(guān)鍵所在。”戴霜說。在科考項目執(zhí)行期間，研究團(tuán)隊有關(guān)古地理演變的成果剛好能夠為此提供幫助。于是，他們運(yùn)用該成果為黃河上游的一條支流制定規(guī)劃，即通過模擬自然背景下的河道與環(huán)境演變趨勢，在此基礎(chǔ)上評估人為干預(yù)的合理路徑。“這一規(guī)劃經(jīng)省委省政府審批，被納入到甘肅省‘十四五’規(guī)劃的‘生態(tài)保護(hù)’專項。”戴霜說。
在資源勘探方面，項目成果還闡明了山體抬升的時間和幅度，這可以直接用于指導(dǎo)高原北部資源潛力的認(rèn)識和勘查工作的部署。“我們做的工作，對于研究山體什么時候抬升，抬升到多大程度，有多少礦產(chǎn)資源被剝蝕掉了，或者說我現(xiàn)在要找的礦還有多深，有直接的作用。”
此外，該項目成果也對防災(zāi)減災(zāi)具有直接價值，可為地震及其他地質(zhì)災(zāi)害的研究與預(yù)警提供基礎(chǔ)支撐。
提及此次科考項目與國內(nèi)外同類研究相比具有的獨(dú)特優(yōu)勢，戴霜說：“我們的研究手段和產(chǎn)出成果，相當(dāng)于為全球高原演變的演化研究，提供了中國經(jīng)驗。”他解釋道，以往相關(guān)領(lǐng)域的研究往往各自為戰(zhàn)，“古氣候、古生物、古地貌等領(lǐng)域之間缺乏整合”，而此次科考，項目團(tuán)隊“把所有工作及時整合起來了”，研究手段和產(chǎn)出的成果也更系統(tǒng)、更深入。
迎難而上，譜寫新篇章
“遇見的困難那可就太多了。”戴霜說。
在高原，平均海拔超4000米，氧氣含量僅為平原的60%左右，高寒缺氧不僅易引發(fā)高原病、限制人體機(jī)能，還會干擾精密儀器運(yùn)行；有些區(qū)域晝夜溫差可達(dá)30℃以上，嚴(yán)寒漫長、強(qiáng)風(fēng)暴雪頻繁。
回憶起野外的研究生活，地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院博士生張兆斌說：“我們當(dāng)時只能居住在工人修路后廢棄的彩鋼房里面，晝夜溫差極大，在五六月份晚上要蓋棉被，睡睡袋燒爐子過夜。”
彩鋼房里的住宿如此艱苦，荒漠中的野外作業(yè)亦顯不易。青藏高原東北部遍布荒漠，地表鮮有植被，連低矮灌叢都稀疏難尋。烈日當(dāng)空時，毒辣日光毫無遮擋地炙烤大地，無半片樹蔭可避。隊員們需要頂著灼人熱浪俯身作業(yè)，汗水浸透衣衫仍專注取樣，不敢有絲毫懈怠。
古地磁采樣
而這，僅是他們工作的一個縮影。隊員們每日肩扛幾十斤樣品穿行于狹長山溝，需小心翼翼避開崖壁和亂石；高原天氣多變，烈日與寒風(fēng)交替侵襲，蚊蟲更是肆虐，即便身著防護(hù)裝備也難避叮咬。從清晨八點(diǎn)半到傍晚五六點(diǎn)，高強(qiáng)度作業(yè)后疲憊不堪的隊員們，還需堅持“今日事今日畢”，連夜整理分類樣品、做好記錄，確保后續(xù)實驗順利開展……
“上高原做考察，本身就是在艱苦地區(qū)工作，條件肯定差，但大家都沒有怨言。”除了自然環(huán)境的嚴(yán)苛考驗，多學(xué)科協(xié)作中的磨合也充滿挑戰(zhàn)，談起這些，戴霜感慨萬千，“因為是多學(xué)科集成，每個課題組都要互相協(xié)調(diào)，野外考察時也是幾個團(tuán)隊一起行動，遇到不同觀點(diǎn)還要耐心融合，這都是對我們的考驗，但大家都做到了。”
戴霜在野外開展調(diào)查
即便困難接踵而至，團(tuán)隊始終以嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度直面挑戰(zhàn)，從未退縮。“其實按照經(jīng)驗和技術(shù)要求，一米一個樣就可以獲得好的磁性地層結(jié)果。”戴霜始終秉持著地質(zhì)工作需做細(xì)、做實的理念，“但我們?yōu)榱思哟蠓直媛屎途龋鶗砂朊滓粋€樣，遇到復(fù)雜的沉積地層，還得進(jìn)一步加密。”
若將這個項目比作一棵樹，科研成果是繁茂的枝葉，團(tuán)隊努力是挺拔的枝干，那么它的深根則牢牢扎在“學(xué)校與國家托舉”的肥沃土壤中。
“我們不僅用了學(xué)校地礦院、資環(huán)院的重點(diǎn)實驗室，還聯(lián)合中國科學(xué)院西北院、甘肅有色地勘局，申請成立了自然資源部黃河上游戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源重點(diǎn)實驗室，為后續(xù)研究搭建了更好的平臺。”戴霜介紹道。
扎根西部，眺望新未來
在戴霜團(tuán)隊的青藏科考項目中，每一位參與者都用實際行動展現(xiàn)了蘭大人扎根西部、服務(wù)國家的奉獻(xiàn)擔(dān)當(dāng)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。
戴霜在野外調(diào)查中指導(dǎo)學(xué)生
作為項目的核心組織者，戴霜始終堅守在科考一線。從方案論證到野外統(tǒng)籌，再到數(shù)據(jù)分析，他全程參與、親力親為。“我到蘭大工作后，就一直做青藏高原演化和環(huán)境變化的工作，這是我們的擅長領(lǐng)域，有四五十年的積累，從李吉均先生那一代就開始做冰川地貌演化研究，我們有責(zé)任把這個工作傳承下去。”正是這份責(zé)任感，讓他帶領(lǐng)團(tuán)隊在艱難環(huán)境中不斷前行。
科研的火種被無數(shù)人接過，中青年教師身先士卒，帶領(lǐng)研究生穿越無人區(qū)；老一輩科學(xué)家用豐富經(jīng)驗為年輕一代保駕護(hù)航，傳承著科研人的情懷與擔(dān)當(dāng)；學(xué)生們也不負(fù)眾望，在科考實踐中快速成長。
“整個項目里參與的研究生有三百多人，提交的博士、碩士論文接近兩百篇。”戴霜欣慰地說，“學(xué)生們在野外采樣、實驗室分析中得到了充分鍛煉，很多人畢業(yè)后繼續(xù)從事青藏高原相關(guān)研究。”通過該項目，團(tuán)隊培養(yǎng)出了國家級人才4人、省部級人才8人，出站博士后13人，畢業(yè)博士、碩士研究生152人，為相關(guān)領(lǐng)域儲備了堅實的人才力量。
因這份責(zé)任，為這份熱情，他們走上高原，爬上高山。
對于蘭州大學(xué)和蘭大人而言，服務(wù)西部發(fā)展是與生俱來的使命與責(zé)任。“我們在西部，就應(yīng)該做西部文章、創(chuàng)世界一流，這是責(zé)無旁貸的。”戴霜堅定地說，“我們不僅要把西部的工作做好，還要有引領(lǐng)性，讓國內(nèi)外的研究者都來關(guān)注西部、研究西部。”這種扎根西部的信念，貫穿了項目始終，也成為蘭大人代代相傳的精神內(nèi)核。
多年來，團(tuán)隊成員頂風(fēng)冒雪、跋山涉水，足跡遍布祁連山、柴達(dá)木、橫斷山等多個無人區(qū)。高寒缺氧、地形復(fù)雜的野外環(huán)境并未阻擋團(tuán)隊的腳步，蘭大人的足跡深深印在第三極的土地上。扎根西部，不僅是地理選擇，更是責(zé)任擔(dān)當(dāng)。
“通過幾代人的努力，我們已經(jīng)形成了蘭州大學(xué)青藏高原隆升與資源環(huán)境效應(yīng)的研究范式，我希望青藏高原研究作為蘭州大學(xué)的特色，會越做越好。”談及未來，戴霜沉穩(wěn)而堅定。他的團(tuán)隊也始終朝著這一目標(biāo)穩(wěn)步邁進(jìn)。也許在不遠(yuǎn)的將來，那些見證歲月滄桑的雪山、充滿未解之謎的高原、難以勘測的地脈……所有未知與模糊的領(lǐng)域，終將被人類逐步揭開神秘面紗，而這其中，定然不會缺少蘭大人的身影，他們將繼續(xù)以雪山為證、以科研為刃，為國家生態(tài)安全、資源保障貢獻(xiàn)更多蘭大力量。
野外調(diào)查途中合照
來源：蘭州大學(xué)黨委宣傳部（融媒體中心）