国家地矿部部长宋瑞祥谈——全球生态变化对地球科学的影响与我国的对策,本文主要内容关键词为:地矿部论文,地球科学论文,对策论文,部长论文,生态论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
随着全球生态问题日益突出,地球生态环境问题,已引起发达国家的高度关注,成为当今世界最引人注目的重大的科学和社会问题之一。记者最近就全球变化对地球科学的影响和冲击,以及我国的研究现状及其对策,走访了国家地矿部部长宋瑞祥。
宋瑞祥说,全球变化作为当代地球科学向社会化发展的主要方向之一,已对地球科学产生了重大影响和冲击,全球变化地质学已成为地球科学的重要的开拓性前沿领域,成为建立当代地球科学新的知识体系的主要支柱之一。
目前,地球科学学科结构正发生巨大的变化。宋瑞祥说,与全球变化相关的分支学科发展迅速,在基础学科中有地球化学和地层学等,另外,研究200万年来地球变化历史的第四纪地质学正在成为主导学科之一。由于全球变化地质学研究的迅速展开,使得与古环境古气候有关的新老学科迅速兴起,古地理学、古气候学等被注入了新的活力。古海洋学、古生态学、分子古生物学和分子地层学、古湖泊学、古水文学、古大气学等都展现出前所未有的发展前景。传统上,地质科学主要作为研究地球的自然作用过程的演变,以保持充足的能源和矿产资源为主要目的。现在由于全球变化问题日益突出,人们逐渐认识到人类活动对自然作用过程的叠加作用加速了自然作用的进程,现在地质学家已把人类活动作为一种重要的地质营力。例如,对于控制地球气候演变的三种基本因素:日射、地球陆块的位置变化及大洋的范围和分布、地球反射率的变化,而人类确实能够影响其中两种因素。
全球变化地质学涉及了众多的学科与领域,最初研究的重点时代是最近1万多年和2000年。宋瑞祥谈到目前发展趋势有两个:一是时代逐渐向较老的地质时代推进,即从1.5万年到第四纪,新生代以及新生代以前,特别是白垩纪;二是向高分辨率方向发展,重视分辨率极高的冰蕊、雪线、岩溶、树轮、湖泊、海洋等沉积物研究。特别是由于古气候的模拟技术的发展和测年技术的改进,过去全球变化研究取得了重大进展。继80年代中期在南极冰蕊研究取得了16万年以来的气候变化史这一重要科学发现之后,90年代初格陵兰冰蕊研究又获得了新的突破,通过冰蕊的稳定同位素、物理和化学性质,气泡中温室气体浓度等综合分析,精确地记录了过去25万年以来的地球气候历史和大气组分变化史。
几年来格陵兰冰蕊研究主要进展是:发现地球气候系统变化比我们过去想象的更为频繁和迅速,在过去25万年中是极不稳定的,气候不仅在末次冰期,而且在末次间冰期、倒数第二个间冰期旋回也是不稳定的。近1万多年来的气候稳定可能是一个例外的状况。在末次间冰期(伊姆间冰期),气候变化的平均频幅比现今的全新世高三至四倍,并存在三种模式:一种是平均温度与现在相似,另外两种是分别明显高于和低于全新世温度,每种模式持续时间由数千年至数百年不等,其转换时间需100-200年。发现了末次间冰期存在许多持续十年至一百年的迅速变冷事件。根据降雪堆积速度发现,新仙女木事件与全新世过渡发生于不足3年时间内,而温度变化超过了7度。至于对格陵兰冰蕊研究中发现的种种突变事件(小于5-20年)的解释,现在一般是认为由大气环流的重组和风场变化引起的,这种非轨道力的变化机制越来越引起人们的关注。由于十年至千年尺度的变化,对预测未来100年的全球气候变化有着重要意义,因而人们把古气候研究的焦点放在最近地球历史中地球速变事件的再造。根据模拟和近一千年来的记录,人们认为至少有五种原因:大气圈内部变化;太阳变化;大洋动力系统的内部或受迫变化;大气痕量气体的变化(如二氧化碳和甲烷);大气圈中火山溶胶载荷的变化。
宋瑞祥说,以前认为板块的南北运动可能影响全球的气候变化,并据此对最近5亿年的大量古板块运动古地理再造。但现在进一步认识到,地壳垂直运动对气候的影响可能更为强烈,特别是青藏高原和美国西部山脉的隆升,可改变地球的自转速度,青藏高原的隆升可改变大气环流和大洋环流形式,特别是东南季风,从而影响北半球甚至全球的气候和环境。现在,青藏高原隆升的研究已成为国际地球科学领域关注的一个新热点。对上新世的气候模拟表明,气候比现今温暖2-3度,海平面比现今高30-50米,而且当时富含二氧化碳,而二氧化碳含量约增加两倍则与模拟的数据相一致。上新世可能成为未来温室气体倍增的类似事件,会对预测未来作出巨大贡献。特别是中科院院士袁道先对岩溶碳循环研究也对气候演变作出佐证。
宋瑞祥介绍道,我国是国际地圈生物圈的积极支持者与参与者。虽然全球变化的重点是大气与生态,但我国一开始就强调地球科学在其中的作用,并充分利用我国得天独厚的地质地理条件,如全球独一无二的青藏高原、沉积连续时间最长的黄土高原、丰富的古人类活动遗址等。从总体上说,我国全球变化地质学在地质学科中属优势学科,与国际先进水平基本同步,在冰蕊深海沉积与深海取蕊等方面尚有一些差距。
宋瑞祥提出,在整个地球科学围绕地球系统科学展开研究的今天,我们应当充分认识到全球变化地质学可能会成为地质科学参与地球系统科学研究的重要突破口,建立当代地质科学新的知识体系,并把它作为解决许多环境问题的重要基础。在“八五”研究的基础上,“九五”应以发展第四纪地球系统科学为主要方向,加强全球地质作用过程研究,并把它作为发展环境地质学的理论基础和联系全球变化的桥梁,以保持土地的可持续利用为根本目的。在当前,应开展以下问题的研究;一、全球系统演变过程、全球变化纪录及21世纪环境变化预测;二、我国第四纪地球表层系统巨变过程;三、大陆水圈演化过程及其与相邻层圈的相互作用;四、地史重大转折时期地球系统的演变;五、人类活动对地球气候环境的影响规律;六、青藏高原隆升对全球气候及邻区生态环境的影响。
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