40年学术生涯潜心钻研中国科学家“重建”超大陆

作者:咸阳市 来源:梁平县 浏览: 【 】 发布时间:2020-01-25 05:43:28 评论数:
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40年学术生涯潜心钻研中国科学家“重建”超大陆

2019-12-1607:49  来源:

记者:张潇 /  西安报业全媒体编辑:张莹

赵国春院士(左)正在工作中。(受访者供图)

■通讯员熊晓芬西安报业全媒体记者张潇/文

2019年当选中国科学院院士、香港大学、西北大学赵国春教授,总是说自己并不是非常聪明,只是非常勤奋和专注。就是这个在自己眼中不是“非常聪明”的人,率先提出全球大陆在20亿-18亿年期间相互拼合形成一个超大陆。

在近40年的学术生涯里,赵国春秉持着对地球科学最纯粹的热爱,凭借着一以贯之的努力和坚持,潜心钻研,勇于创新,在前寒武纪地质和超大陆演化研究领域,发出了属于中国科学家的声音。

人生什么时候开始努力,都不晚

生长在辽宁省岫岩大山中的赵国春,自小也是一个爱看星星的孩子。听着牛郎织女的故事,头顶上的浩瀚星空在他看来,既辽阔又神秘。

从小学到中学,他一直名列前茅,最终顺顺当当地考上了长春地质学院(后并入吉林大学)。赵国春的高考志愿表上,一水儿地填报着“地质学院”和“地质学系”。1988年,赵国春在长春地质学院获得硕士学位并留校任教;1996年,已经晋升为副教授的赵国春远赴澳大利亚,在科廷大学攻读博士学位;2000年,赵国春在香港大学从事博士后研究工作。

赵国春常常说,从事地质研究,不需要特别聪明。他所谓的“不是特别聪明”,更多的是“八风不动”的守拙和坚忍。“只要确定了目标,人生什么时候开始努力,都不会晚。”在赵国春看来,人生的起跑线就在脚下,只要愿意,随时都可以起跑,“最重要的,是在每一个阶段,做好自己应该做的事情。”

多年来,他共发表学术论著350篇,他引总数已经超过33000次,其中第一/通讯作者SCI论文111篇,他引16033次,2014年至2019年连年入选科睿唯安(汤森路透)“HighlyCitedResearchers”(高被引科学家)。2004年,赵国春获得海外杰出青年基金;2014年获得国家自然科学二等奖(排名第一),同年当选美国地质学会会士。2016年获第29届Khwarizmi国际奖(一等奖),2018年获世界科学院TWAS奖。

远赴澳洲发现更古老的超大陆

在科廷大学读博期间,赵国春第一次听到了“超大陆”的概念。

在地球演化到某一阶段,所有大陆板块会汇聚到一起,拼接成一个巨型大陆,这就是超大陆。超大陆拼合形成之后,会发生裂解,再度分裂成若干板块。在漫长的地质年代里,目前被地质学家广泛接受的超大陆有三个,分别是在18亿年前形成的Columbia(Nuna)超大陆、在10亿年前形成的Rodinia超大陆和2.5亿年前形成的Pangea超大陆。

攻读硕士学位时,赵国春在导师贺东兴教授的指导下,在冀东地区研究变质岩。1994年,赵国春参与著名变质地质学家卢兆良教授领导的地矿部重大基础研究项目,将研究工作范围扩展到五台-恒山-阜平一带。在项目执行期间,他注意到了一个奇怪的现象:冀东地区和五台一带的麻粒岩,矿物种类完全一样,矿物生长方式却截然相反——冀东地区的麻粒岩里,红色的石榴石围绕着白色的斜长石或黑色的辉石生长,俗称“红眼圈”;而五台一带,却是白色的斜长石和辉石交生体围绕着石榴石生长,呈现出“白眼圈”。再向西,在内蒙古武川、固阳一带,又出现了“红眼圈”。

这种带着“白眼圈”结构的麻粒岩,在喜马拉雅、秦岭-大别和欧洲阿尔卑斯造山带中广泛存在,它反映出岩石所处的环境曾经发生过板块碰撞俯冲后迅速向上折返的构造过程。在经过大量的采样、分析、对比和综合研究后,赵国春等人在华北中部确定了一条近于南-北向展布、长达1600公里的喜马拉雅型陆-陆碰撞造山带。

华北中部造山带形成于什么时间?究竟和超大陆的形成有没有关系?赵国春最终确定华北中部造山带形成于18.5亿年左右。他据此提出华北基底是由东、西两个微陆块于18.5亿年左右沿中部碰撞带拼合而成,完全颠覆了“华北基底是由一个统一陆块组成”这一传统认识。

华北东、西两个微陆块18.5亿年左右的碰撞是一个孤立的碰撞事件,还是具有全球规模?如果具有全球规模,是否意味着在Rodinia超大陆形成之前,地球上曾经存在着一个更为古老的超大陆?赵国春马上投入了新的研究。在阅读了海量的文献资料后,他发现,在21亿-18亿年期间,地球上各大陆都发生了陆-陆碰撞造山事件,由此形成的造山带,竟有27条之多!

在对全球21亿-18亿年造山带对比研究基础上,赵国春于2000年在第15届澳大利亚地质学会年会上首次提出,广泛分布的21亿-18亿年造山带记录了全球性碰撞事件,导致全球大陆之间相互拼合,形成一个超大陆,他将之命名为“Hudson”超大陆。为了不引起学术上的歧义和混乱,赵国春最终放弃了“Hudson”这一名字,转而采用“Columbia”。

现在Columbia超大陆的存在已被更多地质和古地磁资料所证实,并成为国际地学界一个研究热点。赵国春等在Earth-ScienceReviews上发表的两篇文章已成为该超大陆研究的经典文献,他引上千次;他所提出的该超大陆重建方案被Wiley-Blackwell出版的大学教科书GlobalTectonics(第三版,2008)采用。赵国春因该原创性研究成果先后荣获国家自然科学奖二等奖、第29届Khwarizmi国际奖一等奖和2018世界科学院TWAS奖。

扎根西北构建早期地球研究中心

2009年,赵国春去河南登封参加野外地质考察,在那里,他和中国构造地质研究的领军人物、时年70岁的西北大学教授张国伟院士一见如故。

其时赵国春已经在香港大学执教多年,在前寒武纪地质研究领域声誉鹊起。自2003年开始,他将研究重点扩展到华北的东、西陆块内部,终于在西部陆块内又发现了一条19.5亿年碰撞造山带,并将其称为孔兹岩带。

“全球已知的超大陆至少有三个,其中两个年轻的超大陆的发现都没有中国科学家参与。现在终于有中国人参与了超大陆的发现,做得好!”说起赵国春的研究工作和成果,张国伟院士振奋不已,他向赵国春热情地发出邀请:“来西大,我们一起做点事吧!”

2011年10月,赵国春作为首席科学家,以西北大学为依托单位成功申请了国家自然基金重大项目“Pangea的东亚重建”。

2017年3月,国家自然基金委组织有关专家对“Pangea的东亚重建”项目结题进行评估,评估结果为“特优”。令赵国春最为欣慰的是,在项目运行期间,一批优秀的中青年学者迅速成长,走向了国际地学前沿。研究团队发表了SCI论文210余篇,10篇总结性成果以专辑形式在国际一流地学刊物Earth-ScienceReviews上发表。

大陆形成与演化机制研究目前是全球地学界的热点和难点,赵国春将目光投向更久远更古老的地质年代,期冀着可以在大陆构造研究领域有所突破:“我们要在西北大学建成国际一流的早期地球研究中心,吸引全世界最好的学者来这里开展研究。中国错过了板块构造理论的创建,在新的大陆成因理论诞生之时,我们不应该再次缺席。”

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