火山喷发是地球上备受瞩目的地质现象之一,它虽然会给自然和社会带来一些灾祸,但同时也缔造了许多壮丽的地质景观。中国拥有丰富的火山地质遗迹,类型多样,国内已先后建成了众多各具特色的火山地质公园,如五大连池世界地质公园和长白山火山国家地质公园等,构建的以火山地质公园为主体的火山遗迹保护与科学普及模式备受国际赞誉。然而,令人困惑的是,为什么国际社会早期曾误认为中国没有火山呢?火山爆发时会给周边的环境和居民带来巨大危害,但为什么科学家们却视之如珍宝?火山旁边的石头除了被用作铺路和建筑建设外,真的还能被用来织布做衣服?

为了解开这些谜团,近日由中国科协科普部、中国科学技术出版社出品,中国地质学会联合出品,学习强国参与支持,科普中国“基立未来”科普专家系列沙龙“火山的馈赠”栏目播出。本次活动邀请了三位杰出的“地质人”: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嘉麒,北京科技大学教授、博士生导师贺振宇,以及中国地质科学院与北京大学联合培养博士研究生米桂龙。他们以专题演讲的形式分享了火山及岩浆的研究历程。此外,主办方还邀请了来自全国各地的中小学生与嘉宾进行互动,为大家带来了一场难忘的科普盛宴。

刘嘉麒:火山研究关乎星球演化、人类生存

火山对于星球的形成演化、对于人类的生存和发展,具有至关重要的影响。然而,近百年来,中国几乎没有火山喷发,导致人们对中国火山的了解和重视程度不够。在过去几十年中,刘嘉麒院士遍访了全国各地的火山,从青藏高原到澎湖列岛,从高原到海洋,率先系统地查明了中国火山的时空分布和岩石地球化学特征,并在火山地质学和第四纪地质学等领域开展了大量具有创新性和系统性的工作。当谈及中国当前火山研究的水平时,刘嘉麒院士自豪地表示:“中国在火山研究方面至少与国际上先进国家处于同等水平,甚至在单成因火山、玛珥湖等研究方向已经处在世界领先水平。”目前,中国已经建立了多家国家地质公园来保护火山地质遗迹,同时不断投入对火山资源的开发,例如矿产资源、温泉、矿泉水、地热和旅游资源等,这些都是火山给予人类的宝贵馈赠。

刘嘉麒院士强调,基础研究的根本目的在于用科学来推动社会发展、服务人类进步。他认为,理论基础要推动应用,促进科学技术的发展。在过去,玄武岩通常被开采后粉碎用于铺路和打地基,这种方法虽然消耗了大量的资源,但发挥的价值极其有限。而现在,通过对于玄武岩特性的深入研究,可以通过一定的工艺将合适的玄武岩拉成纤维,做成鳞片或岩棉,还可以进一步复合成多种复合材料,应用在航空航天、军事、建筑、交通、环保和海洋等各个领域。这是一类性能优良且完全清洁的材料,它的发明和生产对于社会的发展是起到了积极推动作用。

刘嘉麒院士寄语青年人:“火山对于星球的形成演化、对于人类的生存和发展、对于各种矿产资源的财富的创造、对于一些气候环境的影响,都具有十分重要的作用。未来应该有一些人,特别是青年人,更加深入地研究地球科学和火山地质学,能够在科学上取得更加深入的推进。”他鼓励青年人勇于探索、勇于创新,不断推进科学研究的进步和发展。

贺振宇:火山岩研究揭开火山活动的奥秘

火山学家的使命在于重现火山的形成过程,探索火山活动的规律。火山岩对于火山学家来说,就像是一本揭开火山活动和岩浆成因秘密的书。通过研究火成岩岩石学,可以一方面重现火山的喷发历史及其岩浆来源,为预测火山喷发和防灾减灾提供坚实的理论依据;另一方面,也可以通过研究火山岩浆的起源深入了解地球的演化历史,包括板块运动、地幔和地壳的物质组成。贺振宇教授以冰岛和印度尼西亚的火山为例,详细阐述了火山喷发方式会因岩浆产生方式的不同而有所差异,深入介绍了岩浆的分类、成分、性质及其对火山喷发的影响。

据他介绍,全球约有5亿人居住在火山附近,而在中国东部,分布着众多的新生代火山,分布面积约18.6万平方公里,其中部分火山仍然是活火山,如吉林长白山天池火山、龙岗火山、云南腾冲火山、黑龙江五大连池火山、镜泊湖火山和海南琼北火山等6座火山被中国火山监测台网认为是具有潜在喷发危险的活火山。死火山的完整喷发历史通过地表的风化剥蚀作用可能会出露岩浆管道、岩浆房等,这些部分能够为研究活动火山提供非常难得的参照。然而,贺振宇教授指出,“目前我们对火山内部的工作机制仍知之甚少。”他表示,“随着科技的发展,深地探测技术、遥感技术、无人机、大数据计算等将为火山学研究提供极大的便利和发展机遇,未来需要许多对火山充满热情和好奇心的年轻科学家开展更多的研究工作。”

米桂龙:带着对地质学的热情探索神秘的地震

地球深处隐藏的力量,既成就了壮丽的火山与汹涌的岩浆,又制造了震撼人心地震的奇迹。米桂龙博士,一位对地质学怀揣热情的青年学者,深入浅出地为我们介绍了地震发生的基本原理,揭开了地震的神秘面纱。为了探索地震的秘密,米桂龙博士经常要身赴野外,进行地质科考工作,过程中发生了很多惊心动魄的故事。

2020年,米桂龙博士在导师的带领下,在中国与不丹的边境发现了一处记录地震信息的悬崖。为了准确判定这一地区地震的发生周期,他在近500米高、几近垂直的悬崖上进行了放射性同位素定年的连续取样工作。他视这次野外经历为一次充满了危险与挑战的奇妙探险,而这种冒险精神正是出于他对地质学的深深热爱和对未知的探索。他坚信,“人生最美好的体验莫过于追寻自己热爱的事,去探索未知的世界,体验生活的美好。无论在哪里,我也都会带着对地质学的热情,继续探索、学习和分享。”作为一位青年科研工作者的代表,米桂龙博士的演讲展现了一位年轻科研工作者的扎实科研状态,他的勇敢创新和坚定执着无疑感染了在场的每一个人,他的经历激励青年人以兴趣为引导,以挑战为动力,勇往直前,去探索那个宏大而神秘的地质世界。

演讲结束后,三位演讲嘉宾与线上观众连线互动,就“如何对艰苦的野外科考保持乐观的精神?”“火山学家会像《火山挚恋》里那样穿着金属做的衣服和鞋子在火山口等待火山喷发吗?”“未来能够将地震变成利民的事情吗?”等问题进行回答互动。这次在线互动环节不仅解答了观众的疑惑,更为重要的是,它进一步激发了青年一代对科学探究的强烈热情。

不惧众流,方为江海。科技文明宛如浩瀚的大海,多姿多彩,不断交流融合,相互影响。火山是大自然给予的馈赠,成为人类深入了解和阐述地球提供了宝贵的窗口。中国的地质学家在火山研究领域取得了卓有成效的成果,走在了世界前列。他们不惧严寒酷暑,跋山涉水,地质科考足迹遍布全球,他们身上闪耀着任劳任怨的精神、勇往直前的创新精神、严谨务实的科研精神以及无私奉献的精神,这些精神也将成为一代代地质人面向未来、不断前行的力量源泉。

来源: 科普中国