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——安芷生院士
科学家故事集
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朗读:中国科学家博物馆讲解队
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当黄土高原的沙尘暴裹挟着第四纪黄土掠过这位地质学家的鬓角,他以科学之笔将百万年气候旋回淬炼成实验室里跳动的质谱曲线,用孢粉化石编织韵律,以磁化率书写平仄,谱写出东亚季风变迁的壮丽史诗。他就是第四纪地质学家、中国科学院院士安芷生。
由安芷生开创的“东亚季风变迁三旋回”理论,犹如为地球气候系统安装了一台精密的CT机,让人类首次窥见气候演变的深层机理。如今,年逾八旬耄耋之年的安芷生依然保持着“地质锤不离身”的习惯。他的科研足迹越过象牙塔的藩篱,从黄土高原的沟壑纵横到全球气候变化的宏大叙事。他用毕生心血,在苍茫大地上矗立起一座人与自然和谐共生的科学丰碑。
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PART.01
·给坚持以热爱 ·
1961年,安芷生毕业于南京大学地质系,后师从我国著名地质学家刘东生院士,从事第四纪地质及自然环境变化的研究。在刘东生的指导下,安芷生将第四纪地质研究锻造成“解码地球脉动”的时光密钥。
安芷生坦言,刘东生对其学术方向的指引和基本功的训练使其受益终身。“刘先生认为研究气候变化时,时间和年代的概念非常重要。如果没有时间和年代的概念,研究就会缺失坐标。同时,要意识到气候确实在变化而且有其规律性。”导师“时间是气候研究的经纬线”的教诲,让他在黄土高原的钻探中建立起“地质时钟”的精准刻度。这种将空间研究与时间维度深度融合的学术思维,最终催生出“东亚季风变迁三旋回”理论。
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安芷生(左一)与老师刘东生
来源:中国科学院地球环境研究所
如今,同样是桃李满天下的安芷生一直认为,地学研究需要将兴趣熬成信仰。“地学基础研究,牵涉到时间尺度长、空间地域广、资料量庞大的复杂系统。如果没有兴趣是很难做得好的。只有有了兴趣,做研究才能持之以恒。在研究中遇到困难时一定要有坚持不懈的精神,要有一种信念。”
安芷生在指导博士生时总会翻开自己的野外笔记,泛黄纸页间,1978年青海湖考察时手绘的沉积剖面图与2023年的卫星遥感图形成时空对话。当学生们惊叹于他持续50年的观测记录时,安芷生指着青藏高原的照片说:“每粒黄土都是地球写的日记,我们的任务就是读懂这些日记里的气候密码。”
在全球气候谈判的国际舞台上,安芷生用黄土高原的研究数据为中国发声。当他展示末次冰期东亚季风北移的证据时,那些在戈壁滩采集的岩芯样本、在南极冰盖钻取的冰芯,都化作了人类命运共同体的科学注脚。这种将个人兴趣与人类福祉相联结的科研境界,正是科学家精神的生动写照。
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PART.02
·给热爱以信念·
自上世纪60年代起,安芷生便将科研目光锁定在看似贫瘠却蕴含无尽奥秘的黄土高原。他系统地揭示了中国黄土的成因、年代序列及古气候记录,通过精细的剖面解析,首次建立了黄土堆积与冰期-间冰期旋回的对应关系,证实了黄土层实为古气候研究的天然档案库。
在研究过程中,安芷生带领团队深入黄土高原腹地,开展了系统的采样工作。他们运用粒度分析、矿物光谱及地球化学等多学科技术,对黄土-古土壤序列进行了微区解析。通过构建层位对比模型,发现黄土沉积与冰期干冷气候下的强风搬运直接相关,而古土壤发育则对应间冰期的暖湿环境,为重建古气候演变序列提供了关键证据链。
然而,在野外考察时,科研团队常与肆虐的沙尘暴为伴。细小的黄土粉沙无处不在。安芷生始终鼓励大家坚守科研,不畏艰难。他的学生刘禹回忆道:“安先生的手上总是沾满黄土,但他拍一拍手,抓起馒头和咸菜就吃,连附近的农民都说:‘你们这也叫科学家,跟我们比好像也好不到哪儿去。’”正是这种扎根大地的吃苦精神,成为了团队攻克黄土高原研究难题的不竭动力。
随后,安芷生在黄土研究的基础上,将视野拓展至东亚季风系统的演化。他带领团队深入中国南北的湖泊、河流及黄土台塬,采集了大量地质样本。通过整合沉积序列、孢粉组合及同位素数据,构建了东亚季风演化的理论框架。安芷生发现,季风的强弱变化与全球冰量变化、太阳辐射强度及其周期之间存在非线性响应关系,为理解全球气候系统提供了新的视角。
2002年7月,中国科学院研究团队在云南省鹤庆盆地实施了“中国大陆环境科学钻探工程”的第一钻,获取了666米的高质量湖泊沉积岩芯。近十年来,在科技部、国家自然科学基金委和中国科学院的支持下,由中国科学院地球环境研究所主持的“中国大陆环境科学钻探工程”项目持续推进,先后在新疆罗布泊、青海湖以及黄土高原西部等地成功获取了8000余米的高质量岩芯,为研究亚洲季风湿润区与内陆干旱区环境演变提供了珍贵的实物载体。
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PART.03
·给信念以力量·
安芷生的科研信念不仅体现在理论创新上,更贯穿于服务国家战略的实践中。他系统地构建了东亚环境变化的季风控制论体系,突破了经典冰期-间冰期二分法的框架,揭示了亚洲环境演变机理及其全球关联机制,获得了国际地学界的广泛认同。
在此理论基础上,安芷生首次提出我国东部季风区与西部干旱区的环境格局是亚洲季风-干旱环境系统长期协同演化的产物,强调生态修复应遵循自然演变规律,坚持以自然恢复为主导,为我国西部特别是黄土高原等区域的生态治理提供了重要的科学支撑。
2018年,基于安芷生的理论框架,周卫健院士与他联合提出了黄土高原生态环境综合治理的“26字方略”,即“塬区固沟保塬,坡面退耕还林还草,沟道拦蓄整地,沙区固沙还灌草”。这一方略得到了时任陕西省省长刘国中的批示,并在全省范围内推广实施。系列研究成果不仅深化了对东亚季风演化的认知,更构建起从基础研究到应用实践的完整科技支撑体系,为区域可持续发展提供了可复制的科学范式。
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安芷生在野外进行科学考察
来源:中国科学院地球环境研究所
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PART.04
·给未来以驱动·
安芷生院士通过整合黄土、湖泊与深海沉积等多圈层地质记录,构建起第四纪全球气候变化的时空谱系,首次揭示了地球气候系统存在显著的非线性响应机制。
“第四纪地质学专注于环境变化研究,而地球系统科学则聚焦于全球环境变化与区域可持续发展。如何将环境变化研究与可持续发展相结合,为区域和全球环境变化研究及经济可持续发展服务,如何将过去、现在和未来的环境变化联系起来,是我近年来思考的核心问题。这也促使我的研究方向发生了显著转变。”安芷生如此描述这一学术理念推动其研究范式向地球系统科学的转型。
在全球变暖的背景下,安芷生团队的研究为应对气候变化提供了重要的科学参照。他指出,理解过去的气候变化规律是预测未来气候变化的关键。地质历史时期的气候突变事件揭示了气候系统存在临界阈值,未来全球变暖可能触发非线性气候响应。
“地球气候系统具有高度复杂性,未来的气候变化可能比我们想象的更加剧烈和不可预测。”安芷生提出的“气候系统敏感性评估框架”,为量化人类活动对气候的影响提供了方法论支撑,警示需高度重视气候系统不可预测性演变的风险。
安芷生始终强调,科学研究应锚定人类社会的重大需求。全球环境变化与可持续发展研究,关乎国计民生与人类永续发展。“科技工作者肩负责任与义务,要致力于地球环境研究,以优秀的成果为国家可持续发展提供科学决策依据,为人类社会发展作出贡献。”
耄耋之年的安芷生依然深耕全球变化领域,凭借其在黄土-季风系统研究的深厚积累,联合中外科学家在Science上发表了《南极冰盖生长触发中更新世气候转型》一文,揭示了南极冰盖扩张驱动中更新世气候转型的新机制,这一成果引发了国际地学界的广泛关注和同行的高度赞誉。
科学探索不仅需要如磐石般坚定的信念,更需要具备以全球为经纬、以时代为坐标的宏阔视野。在安芷生的学术引领下,青年科研力量不断汇聚,通过多圈层相互作用的深入研究,推动地球系统科学研究持续焕发新的生机。“经过长期积累,我们的研究工作已经到了产出世界水平成果的关键阶段。鹤庆印度季风研究仅是我们大陆环境钻探工程的一个阶段性成果。”安芷生欣慰地说。
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安芷生在实验室指导青年科研人员
来源:中国科学院地球环境研究所
在安芷生看来,“中国大陆环境科学钻探计划”虽已取得显著进展,但未来所面临的任务依然十分艰巨,亟须更广泛的国际合作。面对新形势和国家重大需求,应积极开展使命驱动的定向性基础研究,并通过多学科的交叉集成,为国家及地方政府制定适应全球变化的可持续发展策略提供坚实的科学依据。