與其說是地質學的什么特性吸引我們來讀地質學專業(yè),不如說是因為我們喜歡大自然的精彩、好奇大自然的秘密、熱愛我們的地球才來學習地質。
地質不是地理,也不是文科
很多人覺得地質應該就是地理吧,在高中階段,地理算文科,那么,地質學專業(yè)應該也是文科專業(yè)。其實,這是不對的。
地理學可以分為人文地理和自然地理兩大部分。人文地理研究人文現象的地理分布、擴散和變化,以及人類社會活動的地域特色等,比如城鄉(xiāng)規(guī)劃、人口分布。自然地理研究自然地理成分的特征、結構、成因、動態(tài)變化、發(fā)展規(guī)律以及相互之間的關系等,比如水在自然界中的循環(huán)變化。
這么說來,是不是感覺自然地理學和地質學很像?實際上并非如此。第一,二者研究對象不同。自然地理學更多注重地表的自然事物,比如地貌、土壤、水文以及生物的地理分布、變化規(guī)律。而地質學更關注地球內部圈層(即地殼及以下)的性質、結構、運動變化及其對地表的影響。第二,二者研究的時間尺度不同。自然地理學主要研究的是“現在”,即較近時期的地表景觀,而地質學則更關注地質時期,主要是人類出現以前的時期發(fā)生的地球構造運動。這是因為人類出現以來的時間與地質時期相比實在太短暫,以至于地球在此時段內難以經歷較大的地質變化。
搞明白了地質學和地理學的區(qū)別,大家應該能明白地質學專業(yè)并不是文科專業(yè)了。那么,地質學專業(yè)到底學些什么呢?
按照現在主流的地質學研究方向,本科階段地質學專業(yè)的學習對象可以分為幾大塊:礦物和巖石、構造運動和地貌、以火山活動和地震為重點的地質作用,以及板塊構造學說。每塊內容相互聯系但各有側重,實際應用也大不相同。其中,板塊構造學說課程主要學習各種板塊構造理論,理論性較強,較為枯燥。這里主要介紹幾個實用性更強的內容。
火眼金睛,鑒定巖石和礦物
礦物和巖石是地質學研究的重要內容。地球的固體圈層就是由巖石組成,巖石又由礦物組成,所以,對礦物和巖石的研究可謂是地質學研究展開的第一步。
浙江大學地球科學學院在巖石和礦物方面,開設了“地球科學概論”“地質學基礎”“巖石學”等課程。課堂上,我們不僅要學習礦物與巖石的化學組成、物理結構、分類及相互轉化等理論知識,還要自己動手,識別不同的礦物、巖石,用工具驗證它們的硬度、雙折射性等物理性質,在顯微鏡下觀察它們的內部結構和構造。
礦物鑒定是許多重要的地質研究和地質勘探的基礎,最典型的就是探勘礦藏。同時,研究巖石和礦物也給材料、土木建筑、資源等其他領域的實踐提供理論依據。比如選擇建筑材料時,我們就需要了解巖石的硬度、延展性;切割寶石時,如果我們了解珠寶的內部結構,就更容易切割出好看的形狀,增加折射面,使得珠寶更耀眼奪目。
那么,有哪些簡易的鑒定礦物的方法呢?礦物的形態(tài)、光澤、理學性質以及簡易化學測試等都是識別礦物的常用方法。比如,鑒定黃鐵礦的重要指標之一就是它含有五角十二面晶體。而所有鑒定方法中最關鍵的一步,就是區(qū)分異同。比如,很多礦物都有光澤,我們就得分辨這是哪一種光澤。舉個簡單的例子,未經加工的自然金塊、方鉛礦具有“金屬光澤”——類似新的不銹鋼碗的光澤,反光極強,“亮瞎眼”;金剛石具有“金剛光澤”——類似鉆石的光澤,反光強烈但是沒有金屬感;而石英、長石具有“玻璃光澤”——手機黑屏狀態(tài)下屏幕所具有的那種比較弱的反光就是玻璃光澤。
研究地貌,上山下海去考察
地質學研究的另一個重要內容是地球構造運動及地貌,也就是在地層的抬升、傾斜、擠壓、斷裂以及風、水流、冰川等共同作用下地貌的形成過程和特點。地貌研究一方面能通過現今的地貌推測古時該地經歷的構造運動,比如裂谷和陡崖就與巖層斷裂有關;另一方面也能為當地的生態(tài)環(huán)境研究、礦物勘探、工程建筑等提供依據,比如背斜地貌因巖體向上拱起,有支撐作用,且不易滲水,就適合在下方挖隧道,向斜地貌則與之相反。
在與此相關的“普通地質學”課程的學習中,暑期實習是非常重要的。同學們會在老師的帶領下,前往國內一些具有典型地貌特點的地區(qū)觀察典型的地貌現象,如武夷山的丹霞地貌,西北的雅丹地貌,沿海地區(qū)的海蝕、海積地貌等。我國有北戴河、巢湖、秭歸、廬山等較為著名的地質實習基地,我大二的暑期實習就去了北戴河進行地質考察。
北戴河地區(qū)三大巖類(火成巖、沉積巖、變質巖)和構造現象(主要是褶皺構造、斷裂構造)豐富,30億年的地質過程記錄盡顯地表,第四紀以來的河流、海洋的地質作用現象典型。實地考察真實還原了書本知識,親眼所見、親手所觸的巖石竟然就來自遠古的地質時期,歷史的滄桑巨變清晰可見,這種強烈的體驗讓人終生難忘。
研究火山和地震,保護家園安危
地質活動對人類生活的影響實在過于重大,甚至遠遠超出人們的想象。一次大的火山噴發(fā)帶來的火山灰將對地表造成顯著的降溫,并可能引起全球生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。強大如恐龍這樣的生物滅絕就很可能與小行星撞擊地球后的灰塵飄浮造成的生態(tài)系統(tǒng)破壞有關。所以,對地震、火山噴發(fā)等地質活動的研究是地質學的又一重要組成部分。對地震的研究就是當今熱點之一,地質學會從地質自身的角度關注地震產生的機理及給周圍地層造成的影響。
事實上,我們對于“地震”有著普遍的誤解,這里稍微科普一下。地球平均每天發(fā)生10萬次地震,這些地震中,大多數是人類無法直接感受到的,人類可感的地震少之又少,能造成破壞的地震更是微乎其微。但是,仍有一些地震會給人類造成極嚴重的破壞,因此人們對地震有著深深的恐懼。
隨著研究的深入,今天我們對地震的了解和緊急避難辦法,相比以前已經不知道多出了多少!然而,由于地震這一地質活動的尺度和影響因素十分復雜,迄今尚無法準確預測,只能做到“臨震預警”,即在地震發(fā)生以后, 地震波還沒有影響到人們之前,通知人們采取緊急避震措施。目前,我國已開始了這方面的嘗試,并取得了一定成效。
“將今論古”與“行萬里路”
通過以上各地質學學習內容的介紹,我們發(fā)現地質學的研究方法可以基本概括為“將今論古”與“行萬里路”。
地質學有一個核心,那就是“the present is the key to the past”,也就是我們所說的“將今論古”。通過觀察現存的地質活動的遺跡,比如出露地表的巖石的結構和特征,或者通過物理、化學、計算等方法發(fā)現一些大自然未顯露的秘密,結合地質學規(guī)律,以今天的地質現象推測曾經發(fā)生的地質活動。
至于“行萬里路”,就是強調實地觀察、探究,強調實踐的重要性。因為地質學不是一個純理論學科,我們需要通過考察強化對書本知識的理解。所以,“讀萬卷書”與“行萬里路”相結合,才是學習地質學的正確方法。
畢業(yè)生未來發(fā)展:工作或深造
地質學專業(yè)本科階段的學習內容較為寬泛,具體專業(yè)方向在研究生階段才分開。本科畢業(yè)生的未來發(fā)展方向,主要也就是直接工作或者繼續(xù)深造。
理論上來說,“找油找礦”是地質學專業(yè)的主要就業(yè)方向。地質學專業(yè)畢業(yè)生在地礦、冶金、石油、煤炭、環(huán)境等相關企業(yè)和部門都能找到適合自己的崗位。與地質相關的領域,如遙感、水文、氣象等部門,乃至城鄉(xiāng)規(guī)劃、建筑等行業(yè)也對地質學專業(yè)畢業(yè)生有一定的需求。
有意思的是,與地質直接相關的工作崗位,如地礦、冶金等,往往都享受國家“艱苦崗位補貼”,因為這些工作真的太辛苦。“荒野求生”就不說了——一年中總有半年在野外,就算不在野外,工作環(huán)境也并不輕松,對從業(yè)人員的身體素質是個嚴峻考驗。因此,地質學專業(yè)的女生往往很難找到理想的專業(yè)相關工作。
我個人的感受是,地質學專業(yè)本科畢業(yè)的知識儲備難以完全勝任地質工作,如果真想從事專業(yè)相關工作,建議讀研或者直博深造。讀研可以選擇的方向比較廣泛,比如巖石學、地球運動以及石漠化治理、采礦采油、地震監(jiān)測和預報等。
院校推薦
(1) 地質學領域比較優(yōu)秀的學校:北京大學、南京大學、武漢大學、浙江大學、中國科學技術大學、中國地質大學(武漢)、西北大學、吉林大學等。
(2) 每個學校的地質學專業(yè)開設情況、所在院系、招生方式有所不同。有些學校有獨立的地質學專業(yè),有些則把地質學歸為某個專業(yè)的細分方向;有些學校對地質學專業(yè)招生有獨立要求,有些則按照某一大類招生。建議同學們在報考之前,上心儀學校的官網了解具體情況。
(3) 浙江大學地質學專業(yè)是地球科學學院地球科學信息與技術專業(yè)下的一個細分方向,地球科學信息與技術專業(yè)的同學會在大三時選擇專業(yè)方向。但是從2017年開始,地質學專業(yè)就會從地球科學信息與技術專業(yè)中分出,成為獨立的專業(yè)。