刘东生课题组
❶ 刘东生的研究领域
▲学术期刊
《地质科学》和中国科学院地质研究所《集刊》副主编,《地质学报》和《地质论评》编委等。 刘东生曾多次参加科学考察活动。并曾于1957年兼任《中国第四纪研究》主编,1972年兼任《环境地质与健康》主编。
▲泥盆纪研究
与此同时,他还对泥盆纪的划分与对比,以及恢复泥盆纪时期的古地理做出了贡献。他在这方面的论著有:《殷墟哺乳类补遗》(1948年)、《四川歌乐山哺乳动物群》(与杨钟键合作,1948年)、《山西榆社系哺乳类记述》(与杨钟键合作,1948年)、《南京五通系中鱼化石》(专著,与潘江合作,1957年)、《关于狼鳍鱼》(《科学通报》,1951年)、《中国第四纪沉积物类型分布图的拟制》(与张宗祜合作,1958年)、《气候标志及中国第四纪地层划分》(《中国地质》,1962年)、《湖南临沣鲈形类—新种》(《古脊椎动物与古人类》,1962年)等。
▲金属矿产研究
从1949年开始,刘东生进行了铜矿、铁矿、铜镍矿和稀有金属的找矿工作,以及水库坝址的勘探工作。他写了不少有关矿产和工程地质方面的科学报告和论文。主要有:《四川重庆白庙子煤矿地质报告》(与王朝军等合作,1946年)、《扬子江水利发电计划和三峡坝址地质工程报告》(与侯德封等合作,1947年)、《辽宁清源县水湖沟、湾垄、云家岗矿区铜镍矿》(1950年)、《三门峡水库坝址附近第四纪地质报告》(与杜恒俭等合作,1951年)、《内蒙古老哈河石门子水库坝址报告》(与周德贵等合作,1952年)等。
▲黄河中游水土研究
1954年,刘东生参加了关于黄河中游水土保持的科学考察工作。他领导并参与了对黄土成因及其特性的系统研究工作,写出了有关黄土的专著4册,考察报告1册,受到国内外同行的重视。他还编制了200万分之一中国黄土分布图,50万分之一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。对黄土成因的探讨,还为研究黄土的力学性质、黄土的湿陷性、黄土的地下洞室、桥涵、高坝等抗压性能提供了科学依据,具有重要的实际意义。
这方面的论著有:《黄河中游水土保持考察报告》(专著,科学出版社出版,1956年)、《黄河中游山西、陕西黄土分布图》(《科学记录》,1958年)、《新黄土和老黄土》(《地质月刊》,1959)、《中国的黄土》(与张宗祜合作,《地质学报》,1962年)、《黄河中游黄土》(专著,科学出版社出版,1964年)、《中国黄土分布图1:200万》(地图出版社出版,1965年)、《黄土的物质成分和结构》(专著,科学出版社出版,1966年)、《中国黄土的堆积与演化》(1979年出席26届国际地质会议论文)、《三十年来中国黄土的研究》(1979年,第三届全国第四纪会议论文,上集)等。
▲黄土地貌研究
20世纪50年代以后,黄土地貌研究进入蓬勃发展阶段。1953年黄秉维首次编制成1:400万黄河中游土壤侵蚀分区图,并发表相应的论文,奠定了黄土地貌研究的基础;1953~1958年,罗来兴等进行了黄土地貌分类和沟道流域侵蚀地貌制图工作,把黄土地貌研究与黄土区土壤侵蚀与水土保持工作紧密相联。50年代中期到80年代中期,刘东生等不仅在黄土地层学研究中作出了贡献,为确定黄土地貌发育年龄打下了坚实基础,而且在黄土地貌发育的历史过程、黄土性质与现代侵蚀的关系、黄土地貌类型区域分布与黄土下伏原始地面起伏的关系等方面,都做了卓有成效的工作,代表性著作有《黄河中游黄土》(1964)、《黄土与环境》(1985)。
▲极地高山研究
1964年,刘东生暂时放下黄土研究工作,与冰川学家施雅风共同主持青藏高原希夏邦马峰科学考察。这座山峰是当时全球8000米以上高峰中唯一的处女峰。刘东生经常注意科研中前沿性研究工作的开展,在研究黄土的同时,对全球科学家感兴趣的青藏高原广大地域、希夏邦马峰、珠穆郎玛峰、托木尔峰、南迦巴瓦峰等地区领导并参与了第四纪冰川及第四纪地质的考察研究,推动了我国高山科考探险工作,前后组织编著了14卷科考报告。与孙鸿烈院士合作关于青藏高原隆起对自然环境条件影响的报告。获中国科学院特等奖1988年,国家科委自然科学一等奖,1989年又获陈嘉庚奖。
1964年以后,刘东生在继续研究第四纪地质和我国黄土的同时,开始以登山考察为主的第四纪古冰川、古气候的研究。他与施雅风等合作共同倡导并组织了两次高山考察,他自任队长和副队长,对我国第四纪冰川、冰期、间冰期的划分进行了研究,对喜马拉雅山的新构造运动、珠峰地区的第四纪地层划分、古气候等方面都进行了深入的研究。他将高山考察的成果编成论文集和图片集,这为征服险峰,探索我国的高山资源积累了丰富的资料,也填补了我国在世界、高山考察史方面的空白。他参加编写的论著有:《希夏邦、马峰地区科学考察初步报告》、《希夏邦马峰科学考察论文集》(4卷)、《珠穆朗玛峰科学考察报告》(14卷)、《希夏邦马峰科学考察图片集》、《珠穆朗玛峰科学考察图片集》等。
▲地质学与医学研究
1969年起,刘东生与他人合作开展环境地质学的研究,推动了地质学与医学研究的结合,对我国环境保护科学的发展和机构的建立起了积极作用。他写了《环境地质的出现》(《环境与健康》,1972年)、《环境地质展望》〈环境地质与健康》,1975年),《当前环境科学中的若干问题》、《国际环境科学的发展》、《从肿瘤看环境地质学的研究》(《环境地质与健康》,1979年)、《环境地质学》等。
▲罗布泊地区研究
“我是到了罗布泊新疆的,那是最难到达的,现在很多人都不敢去。有一部分是盐湖,那个盐翘起来,跟刀似的,那个厉害,那个盐一蹭皮,都崩裂了,都起来了,跟冰似的那样,都是盐的那个困难。”
刘东生对在罗布泊科学考察史上第一次使用了便携式光谱仪、大地导电仪(不同深度含盐量测量仪)、卫星全球定位系统等先进设备,很感兴趣,并且说:相对于过去地质科学考察的'老三样'(铁锤、罗盘、放大镜),现在的地质科学考察工作已经进入了一个新的时代。
通过考察,他们得出结论,塔里木河下游及罗布泊地区近年生态恶化的主要原因很明显是过度的农垦,以至生态用水和农业用水之间形成尖锐的矛盾。近几年,有关部门已五次通过塔里木河和孔雀河等,向罗布泊地区进行生态应急输水,但此工程亦面临一定困难。为了彻底恢复和改善塔里木河下游生态,就必须对周围水源河(特别是塔里木河和孔雀河)进行全流域的综合治理。刘东生特别提出:用管道输水的方法还是可以考虑的,虽然造价高些,但可以很大程度地减少蒸发和渗漏。例如,如果向下游输送1.3亿立方米的水,但在途中却损失了3000万立方米,哪个更划算呢?
并明确指出:罗布泊不是游移湖。他们也对罗布泊在卫星影像上的大耳朵形象作了详尽的分析和揭谜。他们还发现罗布泊西北的龙城雅丹地貌并非是以往认为的单纯的风蚀平行糟谷,而是在洪水作用基础上再经风的侵蚀作用最后形成的,也就是属于复合类型的。他们还发现红柳枯枝落叶层与沙层交替沉积形成的红柳沙包年层,以及在古楼兰遗址湖相沉积物中发现的炭屑层。刘东生认为,高分辨率测年手段和丰富环境信息载体对第四纪科学研究有其重要的意义。
▲雅丹地貌研究
“雅丹”一词,原是维吾尔语“雅尔”的变音,意思是陡崖。19世纪末至20世纪初,一些中外科学家在罗布泊地区见到了大面积分布的相间的土丘和沟谷,并在撰文中采用“雅丹”来形容这一特殊的地貌形态,以后就逐渐为地学界接受和采用了。
中国科学院院士刘东生指出:过去,许多人认为罗布泊雅丹地貌的成因主要是风的吹蚀作用,但是根据实地考察和对航空照片等资料的分析,罗布泊地区的雅丹地貌的成因不只这一种,可以归纳为3种类型。一是由风的吹蚀作用形成的平原地区的雅丹地貌,沟谷长轴走向与当地主风向一致;二是洪水作用形成的邻近山区或湖滨的雅丹地貌,沟谷长轴走向与附近山地洪水的走向一致,并在雅丹的土丘上留有洪水的痕迹;三是在阵发性暴雨和洪水作用的基础上,再经过风的修蚀作用而成的雅丹地貌,沟谷长轴走向既与洪水走向一致,也和当地主风向一致,是二者合一的第三种成因。
▲水洞沟遗址研究
位于宁夏灵武市境内的水洞沟,是与北京周口店等旧石器时代遗址齐名的重要遗址之一。该遗址自1923年由两位法国学者首次发现并发掘以来,考古专家于1959年、1963年和1980年又进行过3次发掘。其中,第二次发掘是由中苏专家联合进行的,第三次是由我国著名考古学家裴文中亲自主持的。几乎每次发掘都有许多重要发现。2003年至2005年9月,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和宁夏文物考古研究所合作,在距前几次的发掘地点———第一地点100米以外的第二地点又进行了第五次大规模发掘。刘东生先生认为,水洞沟新的一轮考古工作标志着“中国旧石器时代考古学的文艺复兴。”
水洞沟遗址是我国最早经过系统发掘的旧石器时代文化遗址,也是我区境内最早进行的考古活动,虽然是由欧洲人进行的,但它无疑是目前所知宁夏现代考古的第一次;水洞沟遗址的文化内涵又是深厚复杂的,它既具有本土特色,又具有欧洲特色,是宁夏境内最早的广义的东西方文化交流的产物;水洞沟文化所具有的文化内涵产生于荒蛮,影响于后世,引起了世界各地研究旧石器时代文化的专家、学者的广泛注意,也成为宁夏一道亮丽的文化品牌。正如著名地质学家、国家自然科学奖获得者刘东生院士在《水洞沟-1980年发掘报告》序中所说:“水洞沟不同于一般的考古遗址。它是一个东西文化交流中不断迸发出明亮火花的闪光点。从2万多年前猎人们之间的往来,到现代东西方科学家的共同工作,都体现了这种东西文化的交流与碰撞。今天,那些在20世纪初为了寻求科学真理和人类价值而到东方来,并为中国科学事业做出过贡献的西方科学家们,以及为了旧石器考古学在中国土地上生根开花倾注了毕生精力的裴文中和贾兰坡先生已经离开我们。但是,他们的精神,他们的事业,以及他们所开拓的东西文化交流与世长存,并必将发扬光大。”
❷ 刘东生对黄土高原的研究有什么意义
这些研究为人类今天面临的许多环境问题,诸如黄土高原的水土流失、沙尘暴的频繁发生,提供了非常重要的决策依据,为全球环境变化研究作出了突出贡献。
❸ 刘东生的从事研究
刘东生早期所进行的鱼化石的研究和后来进行的第四纪地质学、环境地质学以及青藏科学考察等项科研工作既具有继承性,也具有独创性。他所取得的科研成果受到国内外的高度重视。其主要科学成就有如下几方面: 刘东生早年便开始从事古脊椎动物的研究工作,在鱼类化石研究方面有独到的见解。1946年,他对南京五通系中鱼化石,甘肃玉门下惠回铺系中的一个新种古鱼——鳕鱼,湖南临沣的鲈形鱼类,四川歌乐山哺乳动物群等进行了广泛的研究。解放前我国鱼化石的研究除瑞典人史天秀有所涉猎外,几乎是空白。刘东生在杨钟键指导下所进行的工作,填补了我国在这方面研究工作的空白。
有着“黄土之父”美誉的刘东生1954年开始从事黄河中游的水土保持工作,先后于1964年、1965年、1966年著述了黄河中游黄土,中国的黄土堆积,黄土的物质成份与结构等获国家科委科技成果二等奖,70年代又继续开始黄土的科研工作,即结合生产实践又带动了第四纪发展,结合新技术,新方法对黄土进行更加深入系统研究,从古气候角度出发,建立了国际上公认的洛川坡头黄土标准刻面,为试图解决黄土与深海沉积对比做出了关于海陆地层及古气候对比的工作。继而完成黄土与环境1985年(中英文献)专著。获中国科学院一等奖,国家科委二等奖。
❹ 刘东生是谁啊
刘东生(1917年11月24日-2008年3月6日),我国著名地质学家,中国科学院院士、第三世界科学院院士、欧亚科学院院士、第六、七届全国人大常委会委员、第三届中国科学...
❺ 清华大学刘冬生课题组招收硕士生吗
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❻ 刘东生对青藏高原有什么贡献
在多年的考察中,刘东生和同事们发现了青藏高原许多不寻常的地方。如今,雅鲁藏布江大峡谷已被确认为世界第一大峡谷,青藏高原上空存在的臭氧低谷也得到确认,这些都归功于刘东生的研究。
❼ 刘东生以什么成就获得最高科技奖的
他的成就怎么评价都不为过
刘东生是我国全球环境变化研究领域的专家。当前,人类生存环境正面临一系列的问题,诸如自然环境是怎么变化的?变化原因是什么?趋势又是什么?刘东生从中国的黄土记录中为世界科学界寻找答案。
黄土高原分布面积约4.4×105km2,厚度最大的超过300m,这么厚的黄土是怎么形成的?长期以来,在科学界有两类观点。一种观点认为黄土是“风成”的,由风从沙漠里搬运过来的,这派观点最早由德国科学家提出来的。第二派观点是由前苏联科学家提出来的,认为中国的黄土是“水成”的,即主要是水搬运沉积而成,而且主要是由洪水搬运沉积的。但不论是德国科学家还是前苏联专家都只是在野外考察了中国的黄土高原后得出各自观点,而没有从科学上深入地进行论证。“风成”、“水成”代表了截然不同的两种环境,阐明黄土的成因是黄土环境研究的首要问题。
针对这个问题,刘东生从20世纪50年代开始,就组织几十个人的研究队伍对黄土高原十多条大断面徒步进行了野外考察,收集了大量的第一手资料,系统地采集和分析了大量的实验室样品,编制了大量的图件,完成了黄河中游黄土分布图、中国黄土分布图和三部专著,提出了黄土的“新风成说”,从而平息了世界科学界一百多年来的“风成”和“水成”之争。
黄土的“新风成说”是在吸收了前人的“风成学说”的合理内涵的基础上发展的。刘东生通过研究证明,整个黄土高原的沉积都是风成的。过去的“风成学说”认为,黄土高原的顶部黄土沉积是风成的。刘东生从时间上,把风成作用从黄土高原顶部黄土(大约是7万年)拓展到整个黄土序列(约250万年)。同时,刘东生把“风成学说”的概念进行了扩展。过去的“风成学说”只强调黄土的搬运这一个过程作用,“新风成说”则对物源、搬运、搬运时候的风力情况,沉积时候的环境面貌,以及沉积以后的变化这个全过程进行了阐述。刘东生认为,黄土的沉积过程与我们现在看到的沙尘暴一样,是逐渐地从沙漠里面搬运出来,在黄土高原慢慢沉积起来,也就是说,黄土是几百万年来一次次沙尘暴的叠加,它的沉积过程同时记录了环境变化的信息。黄土的“新风成说”为从黄土沉积中提取环境变化信息奠定了基础。
“新风成说”后来在国际上得到广泛的接受,刘东生被公认为“风成学派”代表人。自中国改革开放以来,国际上至少有一百位以上的科学家到中国来从事黄土的研究,发表了大量文章,这些文章都是以黄土的“风成说”为出发点的。
正因为这一奠基性的工作,国际地圈—生物圈计划古全球变化(IGBP-PAGES)主席Oldfield教授撰文评价说,刘东生是中国黄土古环境研究之父,他的研究在国际学术界所受到的尊重,无论怎么评价都不为过的。
他用行动证明中国科学家走在了前面
上个世纪初期,欧洲科学家通过Alps山地区的冰川沉积物研究发现,这个地区有四次冰期间冰期的变化,从而提出了四次冰期理论,即在第四纪时期(250万年以来),也就是地质历史上最新的一个时期,有四次冷暖的交替,冷的时期叫做冰期,两个冰期之间为温暖的间冰期,地质学上称之为旋回。这个理论后来得到北美、欧洲大陆冰川沉积物研究的证明,此后,四次冰期理论主导了20世纪前半叶环境变化研究领域。刘东生等从20世纪50年代末期开始对这个理论提出了挑战。
黄土剖面中有两类颜色和结构都差别很大的地层单元。一类为黄土层,通常呈灰黄色,质地较均一,无明显结构;另一类为古土壤层,呈红色,有明显的土壤结构和土壤发生层次。黄土代表了寒冷干旱的气候环境,而古土壤则代表了暖湿的气候特点,黄土剖面由许多黄土与古土壤交替而成,说明气候冷暖干湿的交替远不止四次。1958年刘东生把这项成果以英文发表在Science Record(《科学记录》)上,引起国际科学家的关注。德国的一位专家马上把它翻译成德文,1959年在德国发表,介绍给欧洲的科学家。
1961年,刘东生参加华沙会议(国际第四纪大会)的时候,同张宗祜教授一起在大会上报告了黄土-古土壤所揭示的冰期-间冰期多旋回的这一特点。之后,这个气候变化多旋回特点得到了国际上很多研究的证明,上个世纪60年代中期开始,国际上开始执行深海钻探计划取得了大量深海沉积岩芯,进行了大量分析,这些结果都表明,第四纪时期环境气候变化确实具有多旋回性。多旋回理论可以简单地归纳为:第四纪环境变化为频繁的、周期性的冷暖交替。多旋回理论取代四次冰期经典理论,是全球环境变化研究历史上的一次重大革命。
对刘东生多旋回理论的奠基,国际上也有很多评论。Oldfield教授的文章曾经这么说过:“1961年,在他出席国际第四纪大会时,就通过典型黄土剖面的研究,提出了第四纪时期古气候变化远比原先视为经典的(四次)冰期要多得多的旋回。”国际黄土研究联合会主席英国Smalley教授在一篇文章中这么写到:“1961年的华沙会议是一个重要的转折点。在这个会议上,中国科学家报告了黄土的成果……中国科学家显然走在了前面。”
他开启了中国黄土这本天书
全球变化研究是从20世纪80年代初开始提出、规划,并在80年代中后期陆续开始实施的,成为全世界科学家们,特别是环境科学家们的一个共同努力的目标。刘东生通过系统研究,重建了250万年以来环境变化的历史,成为迄今全球唯一完整的陆地沉积记录。这方面的成果,1985年发表在《黄土与环境》中英文专著上,发表以后,应德国科学家的要求又对它进行了修订,以《中国黄土》为题在欧洲重新出版。
对这项工作,国际上的有关科学家表示非常地钦佩与惊讶。华盛顿大学的Busacca教授在一篇书评中就这么写到:“曾多少次,地质学家以及那些努力探索第四纪历史的学者们渴望着一个在完整性、时间跨度和详细程度可以与深海岩芯相媲美的陆相岩石记录?我们可以苦苦奋斗去识别、去对比、去定年,可那总共才占第四纪时期一小部分的四五个冰碛垄。我们怎能想到刘东生等对中国的(约)200米厚、含30多层古土壤以及无脊椎、脊椎动物和早期人类化石的风成沉积的研究竟然建立了整个第四纪时期的丰富记录!”同时,这些成果已写入欧美的一些教科书,如美国的“PALEOCLIMATOLOGY”(《古气候学》)和澳大利亚出版的“QUATERNARY ENVIRONMENTS”(《第四纪环境》)。
黄土、深海沉积、极地冰芯的记录已成为全球环境变化的三大国际对比标准。2002年度“泰勒环境成就奖”评奖委员会评价说,“自然界把它的环境变化写入了3本天书,一本是深海沉积物,一本是极地冰芯沉积,另一本就是中国的黄土沉积物。……刘东生在半个世纪的不懈努力中和他的同事们一起开启了这3本天书中的一本——中国的风成黄土沉积。”
他开辟了“青藏高原隆升与环境演变”新领域
1964年至今,刘东生一直致力于青藏高原隆起与东亚环境演化的研究,把青藏高原研究同黄土高原研究结合起来,把固体岩石圈的演化同地球表层圈的演化结合起来,开辟了地球科学一个新的研究领域,20世纪90年代以来,地球系统各圈层相互作用已成为国际学术界的研究热点。
刘东生研究青藏高原,最早是从了解“长尺度环境演化的控制因素”这个问题开始的。自1964年以来的近40年的时间里,刘东生作为一个地学工作者和高山考察组织者,对青藏高原的希夏邦马峰、珠穆朗玛峰地区、南迦巴瓦峰以及天山的托木尔峰等地区进行了大规模科学考察,对高山栎的发现与青藏高原的隆起,雅鲁藏布江缝合线的发现和印度板块与欧亚板块的碰撞,及三趾马化石的发现与古环境演变作出了重要贡献。他于1966年提出的“青藏高原的隆起对自然环境及人类活动的影响”,成为以后青藏研究走向国际研究前沿的重要指导思想。
他说这是全体地学工作者的荣誉
刘东生对科学事业的执着追求,一丝不苟的扎实学风,团结友爱的人格魅力,吸引着一批又一批学子投身门下。几十年过去了,他带出的研究生多已成为我国地球环境科学研究的骨干,组成蔚为可观的学术梯队。他领导建立的多学科交叉的现代化科学实验室,已成为我国及国际第四纪环境科学的研究中心之一。他的工作推动了地球环境科学的发展,使我国第四纪地质学与环境地质学立于国际地球科学的前沿。
面对荣誉,刘东生说:“我是老科考队员,国家给我的这份荣誉,不是我个人的,是我国全体地学工作者的荣誉。国家授予我最高科学技术奖,我应该奉献给此时此刻身处高山雪地、崇山峻岭从事地学勘探、科考工作的全体地学工作者。”
❽ 刘东生的学术著作
刘东生发表的文章被SCI论文引用3000余次,2002年获国际“泰勒环境成就奖”。泰勒奖是世界环境科学的最高奖,有“环境科学诺贝尔奖”之称。但令人奇怪的是,刘先生获奖以后,国内媒体普遍反应冷淡。他的研究成果对黄土高原水土保持、植被重建以及东部沙地治理等实践,具有重要的理论指导作用。他热爱祖国,奉献于地球科学事业,在学术生涯中,孜孜不倦,努力进取,团结奋进,做出了重大的科学贡献。他为国家培养了许多人才,他们已经成为中国地球环境科学研究的骨干。他领导建立了多学科交叉的现代化科学实验室,已成为中国及国际第四纪环境科学的研究中心之一。他的工作推动了地球环境科学的发展,使中国第四纪地质学与环境地质学立于国际地球科学的前沿。
刘东生是中国地球环境科学研究领域的专家。在近60年从事地学研究中,对中国的古脊椎动物学、第四纪地质学、环境科学和环境地质学、青藏高原与极地考察等科学研究领域,特别是黄土研究方面做出了大量的原创性研究成果,使中国在古全球变化研究领域中跻身世界前列。他在理论研究中的杰出贡献主要是:从20世纪50年代起,对黄土高原进行了大量的野外考察和实验分析,完成了黄河中游黄土分布图、中国黄土分布图和3部专著,并把过去只强调搬运过程的风成作用扩展到物源-搬运-沉积-沉积后变化这一完整过程。
❾ 刘东生的学术考察
▲从老乡的窑洞穿越黄土高原250万年历史
1954年,37岁的刘东生第一次参加了对黄土高原的研究考察。
这年夏天,刘东生和由古生物学家、地质学家等研究人员组成的综合考察小组来到河南省会兴镇。傍晚,考察小组的很多成员都出去散步,刘东生发现不远处有一排排水平而整齐的灯光,静夜里百思不得其解,第二天他起了个大早,顺着昨晚看见的方向寻觅而去。
原来,刘东生夜里看见的那一排排灯光是从老乡住的窑洞里发出来的。这些窑洞有上下几层,老乡利用当地黄土里土壤淀积层的坚固性做窑洞的顶端,相当于天然的天花板。这种窑洞的建筑结构引起了原本研究古生物的刘东生的极大兴趣。刘东生去请教土壤学家朱显谟,朱显谟告诉他,以前被他的老师杨钟健先生称为“红色土”的地层就是这部分窑洞的所在地,其实也属于黄土地层。
上世纪50年代中期,中国科学院有个重要研究项目,解决黄河中游的水土保持问题,出自对会兴镇老乡窑洞的启悟,刘东生一头扎进了对黄土高原的研究。
刘东生对我国的黄土高原研究设计了大面积网格状路线调查方案,最终得到了决策者应有的支持,各调查小组坚持步行走完了每条路线,在黄土高原完成了东西与南北向行程上万里的10条大剖面的考察,收集了大量第一手资料,为我国黄土研究走上世界舞台的第一台阶。刘东生和同事们的研究初步确定:我国的黄土已有250万年的历史。
“自然界沧海桑田的环境变化在地球上刻下了三本完整的历史大书:一本是完整保存古环境变化信息的深海沉积,一本是系统反映气候变化的极地冰川,而第三本书则是中国的黄土沉积。这三本书是我们认识地球上自然历史、气候、生物变迁的最佳文献档案。”2003年4月12日,在美国洛杉矶举行的2002年度“泰勒环境奖”的颁奖典礼上,评审委员会成员科恩教授用准确而又不乏诗意的语言,描述了我国黄土沉积这一独特的地质现象,同时也高度评价了以刘东生为代表的中国科学家在黄土研究方面所取得的卓越成绩。
在过去长达半个世纪的时间里,人们普遍认为,古环境变化的信息在深海沉积物中保存最好,极地冰层也能够系统反映气候变化,只是其覆盖的年代跨度不如深海沉积物。而同人类生存空间最为密切的陆相沉积物,因其连续性差、易受风化等特性而长期没有受到应有的重视。中国科学家独具慧眼地选取中国特有的黄土沉积物作为研究对象,刘东生以他开展的奠基性的研究工作,被世界同行公认为是有关中国黄土序列的古环境研究之父。
▲从克山病调查昭示环境地质学的出现
1970年冬天的一个晚上,在距离哈尔滨到齐齐哈尔铁路支线小站不远的克山县委招待所,一起搞克山病研究的同事李士荣出差从北京回来了!李士荣向刘东生报告的好消息是:不久前,周恩来总理请一位日本记者在人民大会堂做世界环境保护的报告,环境污染带来的如克山病这样的地方疾病问题,已引起周恩来总理及中央有关领导的高度重视!
由于“文化大革命”的到来,刘东生和当时他所在中科院贵阳地球化学研究所的许多科研人员遭到冲击,后来,中央成立了一个地方病防治办公室攻克克山病,必须调查克山病中的水土问题,刘东生和几位学地球化学、土壤的研究人员奉命来到了黑龙江的克山县,居住的县委招待所是个简陋的“大统舱”,许多实验则借助县防疫站的小实验室。
克山病最早发现是在黑龙江省的克山县,故此就称作克山病。“当时医学工作者发现了这种病有地区性,与地质有关系,我们学地球化学的同志也认为这种病很大程度上与当地老百姓生存的土壤有关系,因此我们就有必要调查病区的水土。”刘东生对记者说。
“研究小分队需要有一个研究黄土的专家参与病区水土调查,这样,我从1969年就开始到陕西等地调查。我在调查中发现,在黄土高原一些地势较为平坦的地区基本没有克山病,在沟壑纵横的地区,克山病的病例就很多,就不难得出克山病的成因与水土中的微量元素有关的结论,后来有些同志进一步研究发现,这是因为水里缺少硒元素,硒元素的严重缺乏导致了当地群众克山病的发生。”刘东生说:“据国外有关文献的记载,也有因为土壤里面缺少硒这种元素,牲口吃了当地的草导致肌肉坏死。联系到我国发生克山病的情况,我们研究分析了陕西、黑龙江等省当地的水、土、粮食,人的头发、指甲,发现病区普遍缺硒,而非病区基本不缺硒。”
之后,刘东生就着咸菜馒头,翻阅着自己几年来看文献资料随手做成的活页卡片笔记,根据长期的科研积累,花了一个星期的时间,写了一篇5000多字的论文:《环境地质学的出现》,随即刻成蜡版油印了上百份,邮寄给了有关科研部门和领导。不久,他将这篇论文略加修改,发表在中科院贵阳地球化学研究所的内部刊物《环境与健康》上,引起当时国内学术界的重视。
这篇油印的《环境地质学的出现》论文在中国环境科学界最早树起了一面猎猎飘扬的旗帜,既宣告了中国环境地质学研究的诞生,也验证了刘东生科学研究就要学会着眼“未来”的观点的正确。
▲站在洛川黄土坡上洞察世界科学前沿
科学常识告诉我们:几千万年以前地球陆地板块猛烈撞击,青藏高原突然隆升,气候环境剧烈演变,强劲的西北风裹挟起大量的黄土和沙粒,在原本是海洋的二十七万平方公里的地方堆成了黄土高原;暴雨过后暴涨的河流又像把无情的大刀,把黄土高原砍得伤痕累累,沧海桑田,形成了今天黄土高原一带塬、梁、峁的独特地形。刘东生等研究地质的中外科学家,无一例外地都把这些黄土的剖面看成是“世纪年轮”。因为,洛川县黑木沟的黄土剖面———古土壤序列连续完整,化石丰富,保存了大量的气候、环境、生命等信息,一个土层断面就是十万年或者二十、三十万年的一个气候时期,是揭示地球第四纪奥秘的极好载体。
早在1955年,刘东生陪同苏联一位著名的地质学家帕甫林诺夫考察来到洛川,就对洛川独特的黄土地貌留下极其深刻的印象。刘东生对记者说:“上个世纪80年代,有个日本地质考察团来到中国,其中一位考察团成员比我的年纪还大,并患有严重的心脏病,这位日本老科学家来到洛川的黑木沟后,无论如何也要下到沟里去查看,人们怎么劝说也不听,他说:‘我在老耄之年能够到这里亲自看过,以后就死无遗憾了。’为何?就是因为洛川的黄土剖面是部世界各国地质学家必看的活生生的教科书,这里的‘历史记录’在世界其它地方是看不到的,是一个天然的大试验室。”
外国科学家像僧侣到麦加朝圣一般向往洛川,实际上也是对以刘东生为代表的中国科学家地质与环境研究工作成就的一种高度认可。刘东生说:“每次我到洛川实地考察都会有不同程度的收获,也是对它的实地考察,引发了我对地球环境及其气候变化的许多科学思考。”
我们或许可以说,中国的黄土研究能够从此走向世界,很大程度上得益于刘东生先生的高瞻远瞩,站在洛川黑木沟那其貌不扬的黄土高坡上,能够清晰地看到世界科学的前沿。
▲从世界“第三极”感受环球同此冷热
刘东生本身也是一部传奇。今年已经高寿87的刘东生耳朵不聋,视力也很不错,更令人惊讶的是:他有一股青春的活力,思维与行动一样敏捷。他颇为自豪地对记者说:这是因为我搞地质、年轻的时候长年累月在野外跑打下的底子嘛!
人们可能有所不知,刘东生还曾担任过中国科学探险学会主席。
1964年,刘东生参加了我国组织的以冰川学家施雅风为首的一支阵容空前的科学考察队,攀登希夏邦马峰,同时还进行了川藏公路波密段泥石流考察。希夏邦马在藏语中是此地高山气候严酷之意,其峰是当时全世界14座海拔8000米以上高峰中惟一从未被人类涉足过的处女峰,它的海拔高程在此前的文献和地图上也很不一致。刘东生和同志们一起走进了世界高地希夏邦马的群山之中,开展地质学家对科学空白区所做的一些常规性基础工作。他知道这些工作与黄土高原及环境科学研究并不相悖:这一年恰逢中尼公路正在开通之中,筑路民工劈山开道,存在了亿万年的山岩巨石第一次在世人面前暴露出嵯峨面目,对于地质学家来说真是个事半功倍的天赐良机。
夏季里寻常的一天傍晚,考察队的队员们陆续从野外返回驻地,北京地质学院教师张康富向刘东生出示了一块石头,说这是在海拔5900米冰川旁的岩石里捡到的植物化石。刘东生仔细端详着这块轮廓和叶脉清晰的化石,眼睛为之一亮:这分明是一块阔叶树的树叶化石!
阔叶树在藏东南通常生长在海拔3000米处已是上限,与它同类的化石却出现在高于这个上限一倍的高处,这说明了什么问题?当时国际地学界认为青藏高原的高度久已存在,但它隆升的时间并没有作为问题提出。这块化石是否会出现在较为晚近的年代里呢?回到北京,刘东生马上就找中科院北京植物研究所的专家徐仁做了鉴定,结果让人欣喜万分,这块化石属于高山栎,年龄仅有200多万年!这个非同寻常的发现意味着:青藏高原的强烈隆升是晚近的事件,而且在200多万年中强烈地上升了3000米!
高山栎化石的意外发现,引起了刘东生等我国科学家对“青藏高原隆起时间、幅度和阶段”课题的探讨,后来科学家们对青藏高原隆起的研究,也为全球气候的变化提供了有力的科学依据。