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    May 04

    我眼中的地质学(五)


    A
      大三开始,老爸无数次问我同一个问题:“你学的,做的那些东西,对现实有什么指导意义,能做什么?”每一次我都认真地回答,每一次的回答都不相同。时至今日,我还是说不清楚。
      为什么牛顿会去研究力学,爱因斯坦去考虑相对论,陈景润去琢磨“1+1”?也许是因为兴趣。不过在了解了最早的地质学家、古生物学家,那帮富裕的英国“绅士”们的“研究故事”之后,我开始觉得最早的理科研究都是一帮吃饱了撑着没事干的人的消遣了。后来有人发现这些东西有用,逐渐正规化,这些“研究工作”就逐渐成为了一种职业。
       理论的研究到现在,大致分了两条路。一条属于为生产现实服务的,非常有针对性地研究,在国内常常被冠以“××计划”。在这种研究过程中,非常强的针对性,没有活力,短期效果比较明显,但不利于持续发展,和计划经济差不多。另一条完全是凭个人的兴趣爱好自主研究。对现实有用的成果却非常少,但活力十足,也容易百花齐放,从长远来说确是非常有益的。
      不过前者常常也是必不可少的,当然现实中,政府、一些机构和公司也特别乐意为这样的“烧钱”行为买单。
     
    B
      有很多人常常批评基础研究花国家多少多少钱,却没有回报,怒斥这些“虚”的研究。也很多人认为知识面宽,涉及范围广,才是真正的学术,总想着自己要做多少多少。
       基础研究到应用这两点之间,本来就没有截然的界限。不同时期,不同人兴趣和能力不同,会做这其间的某一段工作,他们在这两点间画的线段或长或短,或有重复相交亦或毫不相连。直到某一天,又有人总结整理发现,某些线段去掉重复冗余,可以从这一点连到某一点有意思的点。
      对于别人的研究工作,都应抱以宽容,自己也不可能直接把两点相连。同样,也没必要为自己只画其中的一小段就失意丧气,大家都是在画线段而已,也许某两点间就缺你这一段。
     
    December 31

    我眼中的地质学(四)


      想起听到过的这样一句话:“地质学家们目前对地球的了解还远没有天文学家对月球的了解深入”。
      尽管这句话稍显夸张,但它也反映了一个事实:科技日益发展的今天,即使我们的足迹早已出现在了三十八万公里外的月球时,对脚下的地球还依然无力,即使是世界上最深的探索,也还只有12066m(前苏联钻井,科拉半岛)。
     
      在地球上,我们能直接接触到的只有出露于地表的各种岩石和生物化石,即使通过人工技术手段,得到的也仅仅是部分的深部反馈资料。这些,对于了解探讨地球的历史和其中的地质过程,是远远远远的不够。
      地球是一个具有四十多亿年历史的行星,它上面发生的绝大多数的故事都是以百万年为单位计算的。人类出现文明也不过是几千年而来的故事,任何人的一生对于它而言也只是一瞬。显然任何人都无法观察到一个大的地质事件的发生。即使是各种实验性的模拟研究,现在较长的也只有个把月而已,采用的也只是极其简化的模型。时间的限制,我们很难正确、深入地认识到真实的地球和它的历史。
      地球系统也是一个极为复杂的系统,从外太空开始、到大气层、到水圈、到岩石圈以及几亿年的生物活动等等,涉及了物理、化学、生物、天文等多学科的内容。以致我们在本科一年一年接触到其中的一个个概念时,单单背、记的枯燥生活曾让我们认为这是一个文科性质的学科。
     
      诸多的因素限制了我们对地球的深入认识。因此,利用已有的非常少的信息去分析、得出更多的信息,构建地球历史、分析地质过程就成了相关人员的重要工作。正是由于信息的不足,人们很难全面地认识地质历史和地质作用,各种各样片面的认识很轻易支持各种各样模型与想法,却不容易对他们证伪。在很多的曲折的研究历史中,很多人认为地质学不是一门科学。但恰恰相反,地质学正是一门科学,也非常强调论证的严谨和严密的逻辑,只是它需要更多的信息去完善它。
      同时,随着技术手段的不断提高,地质学也在不断地进步着。电子探针、离子探针、激光探针、多接受器的质谱仪、X光粉末衍射仪、光谱仪等等新仪器的出现,使得人们对已有的样品进行有了深入地了解,得到更多的信息。现在的地质学也并不仅仅是在野外和地图上的研究,他更紧密地结合了化学、物理学和生物学的相关领域,甚至开始逐渐涉及许多数学和计算机方面的知识。
     
      尽管如此,我们对于脚下的地球的了解也仅仅只是皮毛。地质学的研究领域,几乎依然是白纸一张。
     
    October 28

    我眼里的地质学(三)

      前一阵子翻一国外的普通地质学教材,开头有一幅图介绍地质学,很形象。特意把它扫描,留存。

      在图中,以地球为主要研究对象的地质学,分为Mineralogy(minerals)、Paleontology(fossils)、Paleogeography(ancient geographic features)、Stratigraphy(origin and interpretation of layered rocks)、Economic Geology(mineral and energy resources)、Glacial Geology(glaciers and glacial landforms)、Structural Geology (rock deformation)、Environmental Geology、Geochronology(time and the history of the earth)、Oceanography、Geophysics(the earth's interior)、Seismology(earthquakes)、Geomorphology(landscape formation and interpretation)、Geochemistry(geology of chemical change)和Petrology(rocks)等方向。其中,Geochemistry和Chemistry相关,Paleontology和Biology相关,Geophysics、Seismology和Physics相关,Geochronology和Astronomy相关。

      国外地质学的学科设置,我不是很了解,只能以上面作为简要的认识,或许骞骞和师姐等人能给一个geneal description。在我们这边,地质学作为一个理科学科,主要分为四个专业:构造地质学、地球化学、岩石学与矿物学、古生物学。

      (1)构造地质学  有大构造和小构造之分。大构造指大地构造学(Tectonics),主要解决大尺度的构造现象和地质行为,如板块构造(Plate Tectonics)、地幔柱(Mantle Plume)作用等。小构造主要从小尺度研究地质构造行为(Structure Geology),如沉积盆地(Basin)、断层(Fault)的性质特征、以及岩石的变形行为(Rock Deformation)等。

      (2)地球化学  主要从化学的角度研究地球和地质过程。不同的元素具有不同的化学性质,它们在不同的地质过程或地质事件中会出现不同的富集、亏损。据此,这一专业一方面进行模拟实验,结合化学数学建立相关模型,研究元素在不同地质过程中的迁移规律,另一方面,根据成熟的迁移规模和模型,通过对地质样品的分析,为整个地质学的研究提供更多的信息和证据。

      (3)岩石学与矿物学  根据成因不同,岩石学又分为沉积岩(Sedimentary Rock)、岩浆岩(Igneous Rock)和变质岩(Metamorphic Rock)。根据对这些岩石的研究,可以判断岩石形成时的条件和环境,及其来源,揭示出其中蕴含的大量地质信息,为进一步更大尺度地质过程的研究提供信息和证据。矿物学主要对矿物的形成、结构,以及它们在各种不同的条件下的变化等进行研究,从矿物的角度进行研究。

      (4)古生物学  是一个比较能吸引外人眼球、也更为冷门的专业。一般分为古动物(Paleozoology)、古植物(Paleobotany)和地层学(Stratigraphy)。前两者主要发现和研究各种近40亿年来,尤其是约6亿年以来出现在地球上的生物,以及它们的特征、习性。进一步将这些生物在生命演化的过程进行定位,探讨生命起源、演化的详细过程。另外,通过不同地层中出现的不同古生物的化石及其组合,可以对地层进行准确的年龄界定,而通常标准化石所确定的地层年龄较之同位素化学法更为精确,

      而备受人们所关注的能源资源方面的专业,属于工科学科,只出现在大一些的、专门一些的院校中,如中国地质大学、中国矿业大学、石油大学等。在这些学校中,这些专业往往作为一个重要的学科,以学院的形式出现的,培养专门的技术型学生。

    October 08

    我眼中的地质学(二)


      暑假回家的火车上遇到一位林业大学的女孩,环境专业学水土保护的硕士。他们专业以野外工作为主,也就听她讲了一些她们出野外的故事。每年三四次野外工作,每次都是二十天以上,单单这个已经很让我这个正牌的地质专业的硕士心寒了。现在他们主要做北京周边的水系,每次出去都住旅游接待的农家院,早晚随主人吃些,中午自带食品在野外凑合,洗澡什么的自然很困难了。每天还需要沿着河边走几十公里,每一百米做一次记录。
     
      在一般人眼里,地质学的主要工作在野外,也是最苦的。事实上,即便是最需要野外工作的构造专业,每年累计一个月的野外也已经是相当多了。去年一年我出去了多次(做的岩石学方面的工作),也没有一天可以和这位女孩的野外工作条件相比。住宿上一般我都是挑相对很不错的宾馆,洗澡之类的自不必提。吃饭除了午饭偶尔凑合,一般都很少将就。虽然每天至少也跑两三百公里,也都是车轱辘在跑,除了极个别时候,自己的双腿很少有太多的走动。
      青藏高原的野外工作成本是最高的,也是最艰苦的。前一阵子,班里两个同学和导师去西藏了。走之前看了他们的装备,几乎就是专业的探险旅游套装外加标准的我们专业的行头。每天好几千的资金支持,工作自然不会太苦,不会露宿,也不会有太多的步行,最长不过一个月也就回来了。
      “穿得土里土气,背着包和榔头在荒山野岭到处跑”,这是曾经的我和目前大多数人对地质工作者的印象。今年在东北的一次野外,我见过一个这样的人,他却告诉是业余爱好过来找宝石的,不是搞地质的。也许是当初的印象过于深重,入门四五年后的今天,偶尔把自己和地质这个词联系起来,也是出奇的陌生。
     
      几年以来最辛苦的一次野外,是秦皇岛柳江的区域地质实习。受非典的影响,原本七月初的野外,被安排在了八月底,长高的庄稼和山上的草木遮掩了大部分的小路,给这一年的实习增加了许多格外的困难。我们住在了镇上的一个中专宿舍,条件比较差,洗热水澡却也方便。每天早上六七点起床,八点出发,多数情况午饭刚过就可以回来。尽管每天的大部分路程都是山间的步行,主要的也只是翻一座两三百米的小山包。就这样,十几天内我们跑遍了这个十五平方公里的地区。
      最后一天,和三四个同学补点观察。爬到了一个山顶,向四周望去,十几平方公里的景象尽落眼底。刹那间,十几天的生活一一出现在了心头,每一各地方看到的每一种现象顿时也串了起来,从前寒武到第四纪,一幅幅单张的图画瞬间连成了一个几亿年的故事。站在那里,看到、想到这些,心中说不出的澎湃与激动。
      两三年来,有幸去过各地,陆续也看到过各种各样壮美的景象,内心也曾激动,却远远无法与那一刻相媲美。入学两年多的那一刻,我才开始学习地质。
     
    August 26

    我眼里的地质学(一)


    推荐两款软件:
      Google Earth,这个我想不用多说了,很多人都用过。在植被稍差的一些地区,地表的地质构造、岩体、火山等很多地质现象可以看得很清楚。一款很不错的从小尺度观察地球的软件。
      3D world map,一款很小的软件,自带3D地球仪及一个相关的屏保。可以自己调地形高差的比例,可以很清楚的看到地球的真实形态:高山、平原、大洋、海沟等等。同时可以根据计算机系统时间计算各个时刻的昼夜分界,以及当天日、月、地的相对位置。一款很不错的从大尺度观察地球的软件。
     
      有一个问题我总是很无奈。在野外向别人介绍自己是搞地质的时候,对方总是问:“你们是找矿的吧?”人们总是认为“地质?就是找矿、找石油的吧?”,也许这些就是普通人印象中的地质工作。
      在国内一些较老的教科书中,在一些讲座报告上,不少老地质工作者们告诉我们,地质是应环境、自然灾害、矿产资源等方面的需求而形成的学科。在很多地质工作者的眼里,地质学的工作就应该是围绕服务于这些目标。
      在《现代汉语词典》中,地质学的解释为:“研究构成地球的物质和地壳构造,以探讨地球的形成和发展的学科”。现在地质学很多领域的研究已经延伸到了行星和星系,将研究对象仅仅局限于地球的定义自然显得有些不足。尽管这样,这还是一个比较准确、权威的解释。
      在这一个解释中,地质学应该是一个以“研究地球物质和地壳构造”为基础,进一步“探讨地球的形成和发展的学科”。字里行间,看出不找矿、石油的方面,也丝毫没有提到应对环境问题和自然灾害的目的。
      在过去的一个年代里,我们为了国家和社会的快速发展,在各个方面进行大量人为的计划性地干预。在学科设置方面,也存在这种急功近利性的指导。在地质方面,大力倡导它的价值性,在资源能源、灾害预报、环境监测等方面的作用。无可否认,这极大地促进国家和社会的快速发展,也曾经创造了地质学学科的一段辉煌。然而,这样也使很多人忽视了整个地质学学科存在的意义,认为它就是单纯的为社会的物质发展服务,提供资源能源。这是可悲的。
     
      人类自存在以来,对这个世界的方方面面总是充满了好奇。很多人对这些未知的世界进行探索,于是出现了自然科学。自然科学中的一个重要分支,对我们赖以生存的地球进行探秘,它就是地质学。通过对地球的研究,我们可以知道地球确切是怎样一个模样,什么时候出生,怎么一点点成长起来的;在她成长的过程中,里里外外,是如何变化的;我们也可以了解,在地球上,种种地质活动,火山、地震、岩浆作用等等是如何形成的,在整个地球演化过程中,能揭示些什么;通过地质学,我么也可以接触一切曾经生活在这个星球上的生命们,从最早的单细胞生物,到复杂的人类,是如何尝试着、一步步地曲折前进着……
      在地质学的这诸多门类中,有一小部分能够告诉我们,哪里有人们称之为“矿石”和“油气”的东西,哪里什么情况下会发生“泥石流”、“滑坡”等的现象……
    (To be continued...)
     
    July 21

    写在又一次出去之前


      总觉得,这些有必要写点了。趁机开个新类。
     
      前一阵子,又有人问我:“你们地质与考古有什么区别?”,我告诉了他一个搞笑的说法:地球有46亿年的历史,人类出现以来的170万年归考古他们研究,之前的都归我们。说完就觉得别扭,细想一下,这个说法几乎全是错的。
      更多的人提起地质,常常的第一反应:你们就是找矿、找石油的吧?于是乎,常常出现了在我们看来很搞笑的说法,如赵薇新片中的“地质系采矿专业”。
      也许“地质”在普通人的眼里本身就是与矿、石油之类的联系在一起的,这可能是一个直观的、根深蒂固的概念。当然,也会有很多人分不清地质与考古的区别。
      即使是我,偶尔想到自己学的是地质,也常常对这个词感觉很陌生。从小到大,各方面得到的信息告诉我搞地质的基本上就是背着包,拿着锤子,一年四季在荒山野岭中穿梭找矿的,若干年后当自己身临其中时,却发现与之没有任何的相似之处,陌生得恐怖,甚至恍惚中都会怀疑自己学的是什么。
      学地质的学生况且如此,一般人就更是这样了。面对这些,常常也会去考虑自己做些什么,让更多的人更了解真实的地质。系版上看到翻译地质学方面的flash动画,即使没钱,如果真能供所有人免费下载,觉得免费翻译也很值了。后来听到ms有钱,现在,负责的这个module也即将完全搞定了。
     
      也许仅仅这类的东西也还是不够的,毕竟能见到这些的人还不是很多。有空还是会写写自己的感觉,告诉大家一个我眼中的地质学吧。