朱漢斌+馬卓敏
“科學(xué)的樂趣是成功,但成功來源于堅(jiān)持。誰都無法預(yù)料自己的成績(jī),科學(xué)是做出來的,基礎(chǔ)研究是沒有預(yù)見性的。”堅(jiān)韌、執(zhí)著、實(shí)事求是是貫穿中科院廣州地球化學(xué)所研究員陳鳴整個(gè)科學(xué)生涯的幾個(gè)關(guān)鍵詞。
在陳鳴看來,只要找準(zhǔn)一個(gè)科學(xué)方向不斷前行,就可能取得成功?!罢f起來容易做起來難,一個(gè)人不可能把幾把椅子坐熱?!彼J(rèn)為,踏踏實(shí)實(shí)干事,對(duì)科學(xué)始終存有遠(yuǎn)見才能把控好自己的“航向”。
于是,從1989年博士研究生開始,陳鳴便潛心于自己目前的專業(yè),即使在缺乏資源的情況下,他也決然沒有改變方向?!氨M管我們當(dāng)時(shí)承受了拿不到項(xiàng)目資金的壓力,但我是抱著只要能生存下來就義無反顧地走下去的信心。”
上天也許總會(huì)眷顧那些瞅準(zhǔn)機(jī)會(huì)便勇往直前的人,于是陳鳴在人生的幾次重大選擇中,都沒有“失過手”。
“征戰(zhàn)”隕石坑
近日,陳鳴的科研小組完成的成果“超高壓下礦物的變化特征”獲得2016年廣東省科技一等獎(jiǎng),該成果是以我國的特殊地質(zhì)構(gòu)造和隕石為研究對(duì)象,在中國隕石坑地質(zhì)構(gòu)造等方面取得了一系列新發(fā)現(xiàn)。
回首過去的十年,陳鳴頗有感慨:我國正在大踏步實(shí)施探月工程,但隕石坑問題依然沒能得到解決。
眾所周知,月球表面布滿隕石坑,而地球由于地質(zhì)活動(dòng)比較頻繁,所以地球歷史上的隕石坑有相當(dāng)一部分都消失掉了。
我國對(duì)于隕石坑的研究始于20世紀(jì)80年代初,但遺憾的是,在國際隕石坑分布版圖上,中國一直是空白。
之所以沒有發(fā)現(xiàn)隕石坑,是因?yàn)闆]能找到確切的物理證據(jù),特別是找出與國際接軌的沖擊變質(zhì)證據(jù)。于是,在2006年,堅(jiān)韌、執(zhí)著、敢于挑戰(zhàn)自我的陳鳴意識(shí)到,我國到了在隕石坑領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破的時(shí)候了。
“研究隕石坑具有一系列重要科學(xué)意義,月球上有那么多隕石坑,國外也已經(jīng)找到不少隕石坑,中國的隕石坑又在哪里呢?”陳鳴反復(fù)地問自己。
“中國發(fā)現(xiàn)隕石坑從客觀上來說很難,首先我們的地質(zhì)條件和國外的地質(zhì)條件不同,我們的古大陸也就是地球上的一些古老的地塊不多?!睋?jù)介紹,地球上大部分隕石坑分布在大陸地殼中的古老地塊和地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)不活躍的地區(qū)。
而我們中國面積遼闊的青藏高原是世界上新生代地質(zhì)活動(dòng)最為活躍的地區(qū)之一,華南地區(qū)也是活躍的地質(zhì)構(gòu)造帶,這些特殊情況更造成了在中國發(fā)現(xiàn)隕石坑的難度。
早些年,科學(xué)資源的分配還是個(gè)“怪圈”,雖然陳鳴了解本學(xué)科的基本理論,也有這方面的基本訓(xùn)練和積累,但不利因素也很多,如當(dāng)時(shí)面臨研究經(jīng)費(fèi)的極度困難,而沒有經(jīng)費(fèi)資源就意味著缺乏人力、物力和實(shí)驗(yàn)費(fèi)用。
我國沖擊變質(zhì)領(lǐng)域的開拓者、國際著名的礦物學(xué)家謝先德先生堅(jiān)定地支持和鼓勵(lì)陳鳴開展我國的隕石坑探索,這使得陳鳴更加堅(jiān)定了這項(xiàng)研究的信心和決心。
“我之所以取得一點(diǎn)成績(jī)是因?yàn)闆]有去跟隨,沒有受形式左右而身不由己?!痹谫Y源和科學(xué)發(fā)生矛盾的時(shí)候,陳鳴選擇了后者。
為了節(jié)省經(jīng)費(fèi),陳鳴經(jīng)常是一個(gè)人在野外開展地質(zhì)工作?!安欢鄮б恍┤巳|北從事野外地質(zhì)工作,是因?yàn)槲覜]有足夠的經(jīng)費(fèi)來支付他們的路費(fèi)?!彼f。
頂著壓力沖刺
陳鳴認(rèn)為,研究不是那么容易能取得成績(jī)的,往往會(huì)經(jīng)歷很多挫折。在廣袤無垠的大自然中發(fā)現(xiàn)自己需要的證據(jù)不是容易的,需要靜下心來。
據(jù)介紹,國際上證明隕石坑存在必須提供三大類沖擊變質(zhì)證據(jù),而三大類診斷性證據(jù)只要找到任何一種就可以了。而對(duì)于做事認(rèn)真而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年慀Q來說,在隕石坑中發(fā)現(xiàn)全部三大類證據(jù)才是對(duì)自己的最完美的交代。同樣也是憑借這樣的精神,陳鳴還因此在該隕石坑中發(fā)現(xiàn)了四種超高壓礦物。
隕石坑研究是一項(xiàng)宏觀研究與微觀研究相結(jié)合的綜合科學(xué)工程,它通常是在地表獲得一些重要成因線索后布置地質(zhì)工程來揭示深部的地質(zhì)特征。而由于經(jīng)費(fèi)的極度缺乏,對(duì)于陳鳴來說,更需要首先在地表找到可靠的隕石撞擊證據(jù),否則很難邁出第二步。
“經(jīng)過一年多的努力,在地表發(fā)現(xiàn)的隕石撞擊線索依然是十分薄弱和貧乏的。”為了謹(jǐn)慎起見,陳鳴反復(fù)與國內(nèi)外的一些隕石坑研究專家交流,交流過程中他也經(jīng)常聽到一些反對(duì)性意見。為了檢驗(yàn)這些初步證據(jù)的可靠性,陳鳴更是多次重復(fù)野外地質(zhì)采樣以及實(shí)驗(yàn)室制樣和分析測(cè)試?!爱?dāng)所有這些證據(jù)得以重復(fù)呈現(xiàn)時(shí),我決定實(shí)施關(guān)鍵的隕石坑地質(zhì)揭示工程?!?/p>
“我是頂著壓力上的,由于經(jīng)費(fèi)緊張,地質(zhì)鉆探工程無從下手。因此,我在研究所的支持下向中科院當(dāng)時(shí)的主管領(lǐng)導(dǎo)遞交了一份特殊的研究報(bào)告。”當(dāng)時(shí)的中科院副院長(zhǎng)白春禮對(duì)陳鳴提出的隕石坑研究十分重視,破例給陳鳴“院長(zhǎng)基金”支持。
但如果當(dāng)時(shí)那一個(gè)鉆打下去不是隕石坑,陳鳴該如何向院里交代呢?
“我心里沒有百分百把握是不敢打鉆的,我必須在科學(xué)上戰(zhàn)勝自己?!倍@種執(zhí)著的信念,也讓陳鳴失眠了很長(zhǎng)一段時(shí)間。
帶著壓力也要上。地質(zhì)鉆探總共打了五個(gè)月之久。在這場(chǎng)曠日持久的戰(zhàn)斗中,陳鳴最終將鉆頭打到了地表307米的地方。
“這時(shí)我已經(jīng)取得了我想要的物質(zhì)和證據(jù),整個(gè)地質(zhì)構(gòu)造都符合隕石坑特征。”陳鳴講述。
研究超高壓礦物的意義
1989年以后,陳鳴開始接觸超高壓礦物領(lǐng)域,并且傾注研究了二十多年。
在自然界,哪里可以出現(xiàn)超高壓礦物呢?其中一種便是在地球深部,但地球深部的巖石是很難獲取的,所以科學(xué)家之前對(duì)地球深部物質(zhì)的了解主要是通過實(shí)驗(yàn)手段,也就是簡(jiǎn)捷的研究方法。
礦物在超高壓時(shí)呈現(xiàn)出來的特征與常壓是不同的,研究地球深部的主要途徑是地球物理,如地震波或高壓實(shí)驗(yàn)。
俗話說上天不易下地更難。迄今,人類通過地質(zhì)鉆探所能達(dá)到的深度僅為12公里,而地球半徑達(dá)6371公里,我們?cè)撊绾翁綔y(cè)到深部的物質(zhì)呢?
陳鳴的研究展示了通過天體撞擊物質(zhì)來探索地球深部物質(zhì)的一個(gè)新的途徑?!疤栂敌乔蛑g可以發(fā)生超高速碰撞,這種瞬間碰撞可以瞬時(shí)產(chǎn)生極高的溫度和壓力,撞擊的溫度和壓力達(dá)到上百萬大氣壓,溫度成千上萬度,這個(gè)條件就完全可以比擬地球深部的狀態(tài)。”陳鳴說。
星球撞擊導(dǎo)致礦物發(fā)生的變化,能夠?yàn)樘栂敌乔虻难莼峁┛茖W(xué)依據(jù),還可以研究地球的深部物質(zhì)特征。地球深部180公里以下才處于超高壓狀態(tài),所以地球上百分之九十的礦物處于超高壓環(huán)境,超高壓礦物是地球深部重要物質(zhì)組成。
陳鳴表示,超高壓礦物的發(fā)現(xiàn)意義重大,它為我們探索地球深部的未知世界提供了重要線索。天體撞擊為我們研究地球深部搭建了重要的橋梁。
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