海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)的結(jié)合

汪品先

同濟(jì)大學(xué)海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092

海洋地質(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)兩個(gè)學(xué)科，在地球科學(xué)界都屬于“顯學(xué)”范疇，世界上有不少膾炙人口的期刊，然而將兩者合而為一的期刊，似乎只我中國(guó)獨(dú)有，因此《海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)》創(chuàng)刊40周年，特別值得慶祝。這可能和歷史有關(guān)：中國(guó)的海洋地質(zhì)，很大程度上起始于第四紀(jì)地質(zhì)；而中國(guó)第四紀(jì)地質(zhì)的蓬勃發(fā)展，也受到了海洋地質(zhì)的推動(dòng)?！逗Ｑ蟮刭|(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)》幾乎是改革開放的同齡人，先從“海洋地質(zhì)研究”入手再向“第四紀(jì)地質(zhì)”拓展，恰好反映了學(xué)科發(fā)展的經(jīng)過(guò)。

第四紀(jì)研究，可以說(shuō)是中國(guó)海洋地質(zhì)起步的領(lǐng)域。要問(wèn)中國(guó)最早的海洋地質(zhì)學(xué)家，應(yīng)當(dāng)說(shuō)非臺(tái)灣大學(xué)的馬廷英先生（1899—1979年）莫屬。他從研究珊瑚礁入手，進(jìn)而探索第四紀(jì)環(huán)境演變，僅于1940—1942年間就接連發(fā)表了“ 地質(zhì)時(shí)代以降亞洲地理環(huán)境的變遷與中國(guó)黃土平原的形成”、“亞洲第四紀(jì)中葉氣候變遷與冰川的原因”和“閩海岸線變異與亞洲第四紀(jì)冰川之關(guān)系”等文章，從跨越海陸的大視角出發(fā)研究第四紀(jì)。

在中國(guó)大陸，1960年就在長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院設(shè)立海洋地質(zhì)專業(yè)，1964年又在南京建設(shè)海洋地質(zhì)研究所的，是地礦系統(tǒng)的業(yè)治錚院士（1918—2003年）。他也是從第四紀(jì)入手研究海洋，到80年代還在和何起祥教授等一起，探索南海島礁的第四紀(jì)地質(zhì)與碳酸鹽地層[1]。中國(guó)科學(xué)院的秦蘊(yùn)珊院士（1933—2015年），是我國(guó)從海洋沉積宏觀角度研究第四紀(jì)地質(zhì)的先驅(qū)者，早在1963年就發(fā)表了“中國(guó)陸棚海的地形及沉積類型的初步研究”[2]，為我國(guó)海洋沉積學(xué)首開先河。后來(lái)在多部專著中，他繼續(xù)與合作者一起根據(jù)沉積分析的結(jié)果，討論了不同海區(qū)的第四紀(jì)地層和環(huán)境演變。

隨著改革開放，中國(guó)的地質(zhì)科學(xué)走向世界，其中起著引領(lǐng)作用的是黃土研究，由劉東生院士帶領(lǐng)的黃土專家們率先為中國(guó)贏得了國(guó)際聲譽(yù)。然而國(guó)際學(xué)術(shù)界之所以著眼于中國(guó)黃土，來(lái)源于1970年前后深海第四紀(jì)研究的突破，因?yàn)樯詈３练e證實(shí)了第四紀(jì)冰期旋回受地球軌道驅(qū)動(dòng)，從而確立了氣候變化的米蘭科維奇理論，而黃土-古土壤序列，正是軌道周期在陸地上最為直觀的見證。

這樣以黃土為媒介，中國(guó)的第四紀(jì)研究很快就和深海研究聯(lián)系起來(lái)。1985年中國(guó)科學(xué)家提出我國(guó)爭(zhēng)取加入國(guó)際大洋鉆探，專家組的組長(zhǎng)就是劉東生先生[3]。回顧起來(lái)，海洋、尤其是深海研究，拓寬了中國(guó)第四紀(jì)科學(xué)的視野，《海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)》創(chuàng)刊伊始就刊載了第四紀(jì)大洋沉積分析的結(jié)果[4]，絕非偶然。當(dāng)時(shí)的新興學(xué)科古海洋學(xué)，起點(diǎn)正是深海沉積的第四紀(jì)地質(zhì)研究。中國(guó)的古海洋學(xué)研究從南海入手迅速發(fā)展，1999年實(shí)現(xiàn)我國(guó)海區(qū)的首次國(guó)際大洋鉆探，2007年國(guó)際第9屆古海洋學(xué)大會(huì)在上海舉行，標(biāo)志著這門新學(xué)科在中國(guó)發(fā)展的成功。不久前，我國(guó)回顧參加國(guó)際大洋鉆探20年的成就，其中很突出的便是第四紀(jì)地質(zhì)和深海地質(zhì)相結(jié)合所產(chǎn)生的科學(xué)碩果[5]。

展望未來(lái)，世界地球科學(xué)在世紀(jì)之交發(fā)生轉(zhuǎn)型，其任務(wù)從資源勘探向宜居環(huán)境的維護(hù)拓展；同時(shí)，我國(guó)的地球科學(xué)也正在從發(fā)展中國(guó)家的原料輸出向深加工轉(zhuǎn)型，兩者都指向地球系統(tǒng)科學(xué)的新方向[6]。海洋地質(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)的接口，恰好是地球科學(xué)新方向的亮點(diǎn)所在。地球系統(tǒng)科學(xué)的中心就是地球圈層的相互作用，研究的特點(diǎn)就在于不同時(shí)空尺度的交叉，而海洋地質(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)的結(jié)合，在時(shí)間上是現(xiàn)代過(guò)程研究與深時(shí)地質(zhì)的交界，空間上是大陸和大洋的連接，體現(xiàn)了地球系統(tǒng)內(nèi)的珠聯(lián)璧合。

然而與40年前相比，今天的研究條件已經(jīng)大不相同。中國(guó)第四紀(jì)地質(zhì)的研究對(duì)象，已經(jīng)囊括從石筍、冰芯到深水珊瑚的全套材料；中國(guó)的海洋地質(zhì)，已經(jīng)有深鉆、深潛、深網(wǎng) 的“三深”手段支撐，運(yùn)用大洋鉆探、深潛技術(shù)和海底觀測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)探索。我們的實(shí)驗(yàn)設(shè)備可以進(jìn)行各種分析，與40年前不可同日而語(yǔ)。同時(shí)，我國(guó)豐富多樣的地質(zhì)環(huán)境，也為科學(xué)創(chuàng)新提供了良好的客觀條件，比如華南洞穴碳酸鹽的氧同位素測(cè)量，已經(jīng)刷新了晚第四紀(jì)中—低緯區(qū)氣候旋回的國(guó)際記錄。

發(fā)展的關(guān)鍵在于學(xué)術(shù)思想。近年來(lái)，海洋地質(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)的連接口，已經(jīng)成為我國(guó)地球科學(xué)思想活躍的風(fēng)口浪尖。針對(duì)當(dāng)前全球變暖和碳中和的需求，正在涌現(xiàn)出一系列挑戰(zhàn)傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)的新觀點(diǎn)。在水循環(huán)的研究中，提出了全球季風(fēng)、氣候系統(tǒng)低緯驅(qū)動(dòng)和南北半球相互作用的認(rèn)識(shí)；在碳循環(huán)方面，提出了微生物碳泵和跨冰期的偏心率長(zhǎng)周期碳循環(huán)新認(rèn)識(shí)。有些新觀點(diǎn)盡管今天還不過(guò)是星星之火，很可能明天將能燃成燎原之勢(shì)。

撫今追昔，感慨萬(wàn)千?；仡?0世紀(jì)80年代南海古海洋學(xué)的起步，是向美國(guó)拉蒙特研究所要來(lái)沉積樣品，在英國(guó)劍橋大學(xué)實(shí)驗(yàn)室分析同位素，方才首次得出了13萬(wàn)年來(lái)南海的古溫度記錄[7]。90年代，是借助德國(guó)“太陽(yáng)號(hào)”船實(shí)現(xiàn)了南海第一個(gè)古海洋學(xué)航次，方才引來(lái)了南海大洋鉆探ODP184航次探索東亞季風(fēng)演變。當(dāng)初只能依靠歐美的技術(shù)手段，今天中國(guó)即將全部到位。如今是“萬(wàn)事俱備，只欠東風(fēng)”，這東風(fēng)就是學(xué)術(shù)思想和科研組織。當(dāng)代中國(guó)的海洋地質(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)學(xué)術(shù)界，如果能夠齊心協(xié)力、同舟共濟(jì)，利用中國(guó)優(yōu)越的地質(zhì)條件和科研環(huán)境，走科學(xué)和技術(shù)相結(jié)合的道路，將已經(jīng)呈現(xiàn)的學(xué)術(shù)突破口抓住不放，定能擺脫當(dāng)科學(xué)“外包工”的局面，創(chuàng)立中國(guó)學(xué)派，問(wèn)鼎國(guó)際前沿。預(yù)?！逗Ｑ蟮刭|(zhì)和第四紀(jì)地質(zhì)》在這場(chǎng)新的征程中再立新功！