認(rèn)識(shí)地球 保護(hù)環(huán)境
——訪國際地科聯(lián)主席張宏仁
國際地科聯(lián)主席張宏仁認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵是社會(huì)需求,現(xiàn)在許多國家正在探索新的出路。礦業(yè)的需求、環(huán)境的需求對(duì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展都很重要,其中環(huán)境是很有意義的一個(gè)方面。
張宏仁說,許多人認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)是研究固體地球的,與大氣層沒有多大關(guān)系,這其實(shí)是一個(gè)誤解。過去的大氣層已經(jīng)不留痕跡地被現(xiàn)代的大氣層全部代替,而有關(guān)地球大氣層歷史的信息卻被“固化”在地殼中。正是地質(zhì)學(xué)的研究向人們揭示了第四紀(jì)的氣候史,特別是“冰期”和“間冰期”的細(xì)節(jié)。也正是地質(zhì)學(xué)的研究,證實(shí)了塞爾維亞數(shù)學(xué)家米蘭科維奇推論的氣候循環(huán)的存在。米蘭科維奇1920年根據(jù)理論計(jì)算提出,每22000年地球轉(zhuǎn)動(dòng)的擺動(dòng)有輕微的變化,每隔100000年地球圍繞太陽的軌道有變化,近乎圓形的軌道變得更橢圓了,使地球離太陽更遠(yuǎn)。米蘭科維奇還發(fā)現(xiàn),每41000年地球的自轉(zhuǎn)軸傾角變化,使得南半球或者北半球離太陽更遠(yuǎn)。半個(gè)多世紀(jì),他的假說一直沒被當(dāng)回事。直到后來人們研究洋底沉積物鉆探巖心中反映海水表面溫度的放射蟲類型和有孔蟲石灰質(zhì)殼氧同位素反映的古冰蓋消長(zhǎng)時(shí),才為米蘭科維奇的假說找到了證據(jù)。人們把米蘭科維奇周期與近幾百萬年的冰期聯(lián)系起來。這個(gè)問題至今仍有爭(zhēng)論。它涉及今后地球氣候的大趨勢(shì)究竟是變暖,還是變冷,答案仍然要地質(zhì)學(xué)提供。
國際上關(guān)注的溫室效應(yīng)研究,也離不開地質(zhì)學(xué)。地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn),在地球誕生的初期,大氣層的二氧化碳含量也很高。大氣環(huán)境不適合多數(shù)生物的發(fā)展。后來,早期的生物把大氣層中絕大部分碳“固化”進(jìn)碳酸鹽巖(主要是石灰?guī)r和白云巖)。人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響最大的當(dāng)數(shù)化石燃料的燃燒?;剂蠈?shí)質(zhì)上是地質(zhì)歷史上幾千萬年乃至上億年大自然積累的太陽能和固化的碳。人類在幾百年內(nèi)把它開發(fā)釋放出來,不能不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其中,有一個(gè)問題比較難解決,那就是二氧化碳排放。近年來,人們開始關(guān)注“封存”二氧化碳技術(shù)的研究,其中以將二氧化碳灌注到地下較有前景。挪威1991年在世界上首開先例,向大量排放二氧化碳的企業(yè)(如燃煤電廠)征收聯(lián)邦稅,每噸二氧化碳收55美元,以后又?jǐn)U大到海上石油天然氣生產(chǎn)排放的二氧化碳。從1996年起,挪威國家石油公司每年向地下灌注約100萬噸二氧化碳,每年節(jié)約稅金支出5500萬元。二氧化碳的地下灌注涉及的地質(zhì)研究包括地球物理、地球化學(xué)、地下流體動(dòng)力學(xué)等。
張宏仁說,淡水資源與地質(zhì)學(xué)也有密切聯(lián)系。淡水和空氣一樣是人類生存不可缺少的。從淡水資源的角度看,無論地表還是地下,都是同一個(gè)淡水資源長(zhǎng)流的片斷。淡水在地下流與在地表流,差別的重點(diǎn)不在水本身,而在介質(zhì),即地表水體與地下水含水層的差別。地表水體傳導(dǎo)水的能力很強(qiáng),但存貯水的能力有限。地下水含水層則相反,傳導(dǎo)水的能力較差,但存儲(chǔ)水的能力很強(qiáng)。因此對(duì)兩者各自揚(yáng)長(zhǎng)避短,可以實(shí)現(xiàn)淡水資源最佳調(diào)配的目的。舉例說,為了緩解華北淡水資源的嚴(yán)重供需矛盾,南水北調(diào)是必要的;然而,長(zhǎng)距離輸水,如果在終端缺乏足夠的緩沖庫容,一旦出了問題就很麻煩,修建平原水庫是不可行的。看來,充分利用地下庫容是唯一出路。
張宏仁認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)在固體地殼方面的重要性也是不言而喻的。各種礦產(chǎn)資源的勘查、各種工程建設(shè)都離不開地質(zhì)學(xué)。與地質(zhì)學(xué)有關(guān)的另一個(gè)重要方面是地質(zhì)災(zāi)害防治??傊?,人類生活在地球上,要保護(hù)好環(huán)境,就必須正確認(rèn)識(shí)地球,掌握地質(zhì)學(xué)的知識(shí)。地質(zhì)學(xué)家更應(yīng)當(dāng)為保護(hù)環(huán)境作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
要用新視角研究地球系統(tǒng)
——?jiǎng)|生院士話地球科學(xué)研究
中科院院士劉東生是著名地質(zhì)學(xué)家、環(huán)境地質(zhì)學(xué)家,在黃土研究等領(lǐng)域作出過杰出貢獻(xiàn)。他認(rèn)為,要用新視角研究、考察地球系統(tǒng)。
劉東生說,從整個(gè)地學(xué)界來看,為社會(huì)提供資源保障、環(huán)境保障是今后地質(zhì)學(xué)的共同任務(wù),二者不可偏廢。非常高興地看到,我們國家的地質(zhì)研究、地質(zhì)工作已涉足自然災(zāi)害預(yù)報(bào)、自然環(huán)境調(diào)查、農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查、城市環(huán)境調(diào)查等領(lǐng)域,這些工作和一個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)資源調(diào)查、評(píng)價(jià)工作結(jié)合起來,就更全面了。社會(huì)發(fā)展需要地質(zhì)學(xué),地質(zhì)學(xué)對(duì)社會(huì)有較大影響,我非常贊成地質(zhì)學(xué)與社會(huì)結(jié)合。從這個(gè)角度看今后地質(zhì)學(xué)的發(fā)展中,我們要研究人類對(duì)地球環(huán)境的影響,應(yīng)認(rèn)識(shí)到人類的作用對(duì)于地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)演化是一股不能忽視的力量。如對(duì)全球變化的影響:據(jù)估計(jì),如果氣溫上升1攝氏度,海平面就升高10厘米,而全球3/4的大城市和40%的人口都集中在離海岸60公里以內(nèi)的地區(qū)。至于對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響,更難估計(jì)。有人說,生態(tài)環(huán)境的價(jià)值可以估算。印度一位學(xué)者提出,把一棵50年的樹產(chǎn)生氧氣、吸收有毒氣體、防止大氣污染、增加土地肥力、增加土壤水分以及為鳥類和獸類提供繁殖場(chǎng)所等六項(xiàng)作用加起來,得出的生態(tài)效益是19.6美元。在我國神農(nóng)架保護(hù)區(qū),50年以上的樹有50萬株,照這樣算的話,神農(nóng)架這個(gè)地區(qū)就自然資源本身來說,生態(tài)效益大于1000萬美元??涩F(xiàn)在這個(gè)地區(qū)仍比較貧困,對(duì)于這樣的問題,我們應(yīng)該更加注意。
地球環(huán)境問題現(xiàn)在已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙?!都澎o的春天》這本書在20世紀(jì)60年代出版,被人們稱為人類對(duì)環(huán)境的新的覺醒。這本書的出版,在促進(jìn)環(huán)境、人文科學(xué)發(fā)展的同時(shí),也促進(jìn)了自然科學(xué)的前進(jìn)。幾十年來,環(huán)境科學(xué)的研究在空間范疇表現(xiàn)為從治理“三廢”擴(kuò)大到保護(hù)區(qū)域環(huán)境,一直到考慮對(duì)全球性變化進(jìn)行研究;在時(shí)間范疇表現(xiàn)為對(duì)現(xiàn)代物理化學(xué)生物過程進(jìn)行分析,進(jìn)而試圖對(duì)人類和這個(gè)星球的未來有所預(yù)見,同時(shí)也大大提高了人們對(duì)環(huán)境演化及其機(jī)制的一個(gè)重要方面——人類驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)實(shí)意義的認(rèn)識(shí)。
地球環(huán)境是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),各圈層之間的相互作用在時(shí)間和空間維度上都無比精確,事實(shí)告訴我們,人類活動(dòng)已經(jīng)成為一種重要的地質(zhì)應(yīng)力?,F(xiàn)在,我們需要從新的視角來考察今天的地球系統(tǒng)。
節(jié)約資源 大有可為
——陳毓川院士談礦產(chǎn)資源利用
建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、提高資源利用效率正逐步成為社會(huì)共識(shí)。中國工程院院士、著名礦床學(xué)家陳毓川在“世界地球日”前夕接受記者采訪時(shí)呼吁人們節(jié)約利用好不可再生的礦產(chǎn)資源。
陳毓川說,總體而言,中國是個(gè)礦產(chǎn)資源豐富的國家,已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn),已探明儲(chǔ)量的有158種。我國約有100多種礦產(chǎn)可以自給,其中大部分是非金屬礦產(chǎn)。我國大概需要使用20多種國外礦產(chǎn)資源,特別是一些關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大宗礦產(chǎn)、支柱性礦產(chǎn),資源不能保障需要,如石油和天然氣,特別是石油,顯而易見是不夠的。我國鐵礦探明資源儲(chǔ)量500億噸,鐵礦石平均品位33%,國外鐵礦石品位一般達(dá)50%才開采利用。我國鐵礦石品位低,而且還有一部分目前還不能利用,因此富鐵礦是我國的短缺資源。我國的銅礦,探明儲(chǔ)量1800多萬噸,大概占世界儲(chǔ)量的5%,問題是我國的銅礦礦山小。我國世界級(jí)的超大型銅礦只有兩座:江西德興銅礦、西藏玉龍銅礦。德興的儲(chǔ)量是500多萬噸,玉龍是700多萬噸。而智利的丘基卡塔多銅礦若按0.7%的品位圈定,儲(chǔ)量有1億噸;若按0.79%圈的話,有5000多萬噸。這個(gè)礦去年生產(chǎn)銅金屬67萬噸,同年我國全國銅礦山產(chǎn)銅58萬噸。鉻鐵礦,在西藏、新疆有一些,基本上靠進(jìn)口。錳礦,主要是碳酸錳,平均品位22%,屬貧礦,也需要大量進(jìn)口。還有鉀鹽,作為固體礦產(chǎn)的鉀鹽在云南有一點(diǎn),我國主要開采的是青海、新疆的鹽湖鉀鹽,目前鉀鹽主要靠進(jìn)口。我國煤炭雖然資源量很大,但可供投產(chǎn)建井用的精查儲(chǔ)量太少,大概500億噸(有說300億噸,也有說900億噸)。問題的關(guān)鍵是,煤炭資源浪費(fèi)太大,開一個(gè)礦丟一個(gè)礦,甚至更多,一些小礦的回采率只有15%??傊?,中國礦產(chǎn)資源大部分可以自給,但大宗的、影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一些礦產(chǎn)資源不足。
陳毓川說,要解決礦產(chǎn)資源供應(yīng)保障問題,辦法無非是開源與節(jié)流。開源,一是在國內(nèi)找,加大地質(zhì)勘查力度;二是利用國外資源:買礦,最好是期貨,或者組織隊(duì)伍、支持企業(yè)到國外去找礦、開發(fā)。
陳毓川說,解決礦產(chǎn)資源要特別注意節(jié)流,我國應(yīng)把節(jié)約資源放在第一位,這方面大有余地,也大有可為。具體來說,第一,要加強(qiáng)資源管理。通過管理節(jié)約資源,在國內(nèi)是很重要的措施。一個(gè)礦不能好幾家開,否則易造成資源浪費(fèi),又造成不安全隱患;大礦要大開不能小開;嚴(yán)禁亂采濫挖;要提高準(zhǔn)入門檻,要有資源利用、環(huán)境保護(hù)、最低開采規(guī)模等要求。
第二,提高開采回采率、選礦回收率。以煤炭為例,現(xiàn)在煤炭資源的開采回采率低,國有大礦回采率為50%左右,地方國有礦山一般為30%左右,鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)體小礦一般為15%左右。這里有管理問題,也有技術(shù)問題。要搞兼并,搞大型開發(fā),建設(shè)大型煤炭基地,提高技術(shù)含量,從而提高開采回采率。不只煤炭,其他礦種也都需要提高開采回采率。只要組織好,管理好,回采率問題不難解決。
選礦回收率,這里有科技難題,是一個(gè)科技攻關(guān)問題。舉個(gè)例子,中國磷礦,量很大,但大部分是膠磷礦。膠磷礦選礦是難題,我國至今還沒有完全攻克。再如錳礦,我國大部分是碳酸錳,粒度細(xì)、選礦難。鐵礦也如此,有一種叫寧鄉(xiāng)式鐵礦的赤鐵礦礦床,是鮞狀結(jié)構(gòu)。法國對(duì)這種鐵礦的選礦攻關(guān)成功了,可我國始終沒有過關(guān),至今這種鐵礦基本放著沒有動(dòng)。這里面問題較多,要進(jìn)行地質(zhì)研究,礦物結(jié)構(gòu)分析、礦物之間內(nèi)部關(guān)系研究,以及工藝流程設(shè)計(jì)、選礦機(jī)械制造研究等,是一門專門的學(xué)問。目前我國金屬礦山選礦回收率與國外平均差10~20個(gè)百分點(diǎn)。要不斷提高我國的選礦能力,堅(jiān)持不懈地開展科技攻關(guān)。
第三,推進(jìn)礦產(chǎn)資源綜合利用。中國有色金屬礦山的綜合利用是大事。我國有色金屬礦山一個(gè)特點(diǎn)是,礦石中不只蘊(yùn)含一種元素,而是包含多個(gè)金屬元素,如鉛鋅礦中有銀、鍺、銦、鎘等。中國有很多伴生、共生礦床,其中實(shí)行綜合利用的大約有1/3。在這1/3的礦山中,資源綜合利用程度也就是20%左右,而國外資源綜合利用水平要比我們高20~30個(gè)百分點(diǎn)。我們與先進(jìn)水平的差距非常大。
第四,促進(jìn)資源循環(huán)利用。這是節(jié)約資源的重大措施。如已開展廢舊金屬的回收利用,包括鋼、銅、鋁、鉛、鋅等。以廢鋼為例,美國廢鋼回收利用量占其鋼鐵生產(chǎn)總量的30%~50%,我國這方面的工作剛剛起步,廢鋼鐵基數(shù)低。到2020年廢鋼回收利用率若達(dá)到20%左右的話,據(jù)預(yù)測(cè)那時(shí)我國鋼鐵產(chǎn)量為3億噸,那么廢鋼回收就可達(dá)6000萬噸,可節(jié)約很多礦石、能源,也減少了環(huán)境污染。此外,礦山尾礦利用也是礦產(chǎn)資源循環(huán)利用的一個(gè)重要內(nèi)容。全國有120多億噸尾礦,其中有很多是可以重新利用的。尾礦利用,前景可觀。
陳毓川說,地球提供的礦產(chǎn)資源,無論過去還是未來,都是人類社會(huì)生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,隨著社會(huì)發(fā)展,對(duì)礦產(chǎn)資源的要求將不斷增長(zhǎng),資源危機(jī)的出現(xiàn)將是人類社會(huì)面臨的挑戰(zhàn),節(jié)約利用好地球提供的不可再生的礦產(chǎn)資源,是礦產(chǎn)領(lǐng)域工作者不懈追求的目標(biāo)。
地球科學(xué)的任務(wù)是認(rèn)識(shí)地球
——李廷棟院士談基礎(chǔ)地質(zhì)研究
中國科學(xué)院院士李廷棟長(zhǎng)期從事區(qū)域地質(zhì)和地質(zhì)編圖等基礎(chǔ)研究。他認(rèn)為,基礎(chǔ)地質(zhì)研究對(duì)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)有重要作用。
李廷棟首先從對(duì)地質(zhì)工作性質(zhì)的認(rèn)識(shí)談起。他說,地質(zhì)工作是一個(gè)科學(xué)技術(shù)密集的行業(yè)。作為地質(zhì)礦產(chǎn)工作,要想在礦產(chǎn)資源勘查中取得突破,在地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)中取得成效,歸根結(jié)底,取決于地礦行業(yè)的自然科學(xué)專家、管理專家對(duì)我國地質(zhì)情況的認(rèn)識(shí)深度,取決于對(duì)規(guī)律的把握程度。地礦行業(yè)在很大程度上是一個(gè)憑科學(xué)技術(shù)取得成就、促進(jìn)發(fā)展的行業(yè)。
李廷棟說,構(gòu)建和諧社會(huì)一個(gè)根本的物質(zhì)基礎(chǔ)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使人民富裕起來。在這方面,資源部門責(zé)任重大。這些年,國家的一些大工程如西氣東輸、南水北調(diào)、海洋資源開發(fā)、青藏鐵路、解決東北老工業(yè)基地危機(jī)礦山等問題,哪一項(xiàng)工作不與國土資源部門有關(guān)?從礦產(chǎn)資源尋找,到工程地質(zhì)勘查、工程路線選擇,到防治工程可能出現(xiàn)的生態(tài)方面的負(fù)效應(yīng),地礦工作者都參與了,而且發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。農(nóng)業(yè)中使用的礦物肥料、礦物農(nóng)藥,地下水勘查開發(fā)和合理利用以及農(nóng)業(yè)地質(zhì)等工作,都與我們這個(gè)部門有聯(lián)系,我們都可以發(fā)揮更大作用。
李廷棟認(rèn)為,基礎(chǔ)地質(zhì)研究是推動(dòng)地質(zhì)工作發(fā)展的重要力量?;A(chǔ)地質(zhì)研究分前沿性科學(xué)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、立典性研究三類。前沿性研究探索性強(qiáng),其主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)地球,為地質(zhì)科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展奠定基礎(chǔ),如有關(guān)地球演化、生命起源與地外生物學(xué)、地球各圈層相互作用等。應(yīng)用基礎(chǔ)研究是根據(jù)國家需求和地質(zhì)勘查工作的需要,圍繞某些重大基礎(chǔ)性地質(zhì)問題進(jìn)行科學(xué)攻關(guān),為礦產(chǎn)資源勘查、國土資源規(guī)劃、重大工程設(shè)計(jì)等提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料和科學(xué)依據(jù)。立典性科學(xué)研究是就某一地質(zhì)學(xué)科的專門科學(xué)問題或某一地質(zhì)事件、現(xiàn)象進(jìn)行精細(xì)的調(diào)查研究,取得高于一般的科學(xué)成果,其主要任務(wù)是為地質(zhì)工作提供范例,為地質(zhì)對(duì)比提供標(biāo)準(zhǔn)和尺度,提高相關(guān)領(lǐng)域的整體科學(xué)水平。
李廷棟說,地質(zhì)科學(xué)的根本任務(wù)在于認(rèn)識(shí)地球,并利用這種認(rèn)識(shí)去尋找資源和優(yōu)化人類賴以生存的環(huán)境。地質(zhì)科學(xué)認(rèn)識(shí)上的每一次飛躍和理論上的創(chuàng)新,都給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了較大推動(dòng)作用。地質(zhì)科學(xué)發(fā)展史上,有三次大的飛躍。第一次發(fā)生在17世紀(jì)后半期的地質(zhì)科學(xué)誕生和發(fā)展早期。在中世紀(jì)的歐洲,包括地質(zhì)學(xué)在內(nèi)的科學(xué)被神權(quán)統(tǒng)治著,從17世紀(jì)中葉開始,以笛卡爾、萊布尼茲、布豐等為代表的科學(xué)先驅(qū),先后提出了以地球演化為核心的地球?qū)W說,此后萊伊爾的《地質(zhì)學(xué)原理》建立了“將今論古”的地質(zhì)學(xué)現(xiàn)實(shí)主義方法論,奠定了地質(zhì)認(rèn)識(shí)論和方法論的基礎(chǔ),確定了地球的演化觀。工業(yè)革命促使地質(zhì)科學(xué)產(chǎn)生了第二次大的飛躍,建立了以地層學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等為主要分支學(xué)科的經(jīng)典地質(zhì)科學(xué)體系,推動(dòng)了區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的開展,為近百年來全球礦業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。地質(zhì)科學(xué)史上的第三次大的飛躍是20世紀(jì)60年誕生的以板塊構(gòu)造理論為核心的地學(xué)革命。首先,板塊構(gòu)造的提出,為地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展提供了全球研究的框架,推進(jìn)了地質(zhì)科學(xué)向全球化的方向發(fā)展,樹立了人們的全球觀。其次,板塊構(gòu)造的提出和驗(yàn)證,為資源和災(zāi)害預(yù)測(cè)提供了新的思路。比如,對(duì)大陸邊緣沉積盆地的深入研究,開辟了新的油氣尋找區(qū),使20世紀(jì)70年代世界油氣儲(chǔ)量迅速增長(zhǎng);洋中脊和邊緣海盆海底熱液成礦作用研究,為海洋礦產(chǎn)的開發(fā)提供了依據(jù)等等。
李廷棟說,任何學(xué)科的發(fā)展都源于社會(huì)的需要。當(dāng)代社會(huì)正面臨著人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等諸方面的挑戰(zhàn),協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系就成為人類認(rèn)識(shí)地球的新起點(diǎn)。因此,在進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查,地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評(píng)價(jià)的同時(shí),加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)和地質(zhì)科學(xué)技術(shù)研究,建立新的地球科學(xué)體系,將對(duì)于人類科學(xué)地認(rèn)識(shí)地球,保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。
加強(qiáng)自然災(zāi)害鏈研究
——盧耀如院士談地質(zhì)災(zāi)害防治
中國工程院院士盧耀如因系統(tǒng)研究巖溶發(fā)育理論,并結(jié)合工程實(shí)踐指導(dǎo)了一些大型水利水電工程勘測(cè)實(shí)踐與研究,被譽(yù)為“喀斯特盧”,近年來他更加關(guān)注地質(zhì)災(zāi)害問題,探索地質(zhì)—生態(tài)環(huán)境機(jī)理。
他建議,首先要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)普及工作,提高廣大人民群眾的防災(zāi)、減災(zāi)意識(shí)。地質(zhì)學(xué)所研究的內(nèi)容,涉及資源開發(fā)與防災(zāi)減災(zāi)的各個(gè)方面。就自然災(zāi)害而言,地質(zhì)災(zāi)害包括地震、滑坡、泥石流、崩塌、塌陷等突發(fā)性的、容易給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失的地質(zhì)災(zāi)害,以及地面沉降、荒漠化等緩變性的但危害面更廣的地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害是地球演化過程中的必然現(xiàn)象,人類目前尚不可能全部防治,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與發(fā)展的基本知識(shí),以便采取有效防治措施,或采取適時(shí)的避難減災(zāi)行動(dòng),以減少損失,這是可以做到的。
盧耀如認(rèn)為,應(yīng)建立自然災(zāi)害鏈的預(yù)報(bào)預(yù)警與減災(zāi)應(yīng)急機(jī)制。他說,自然界中存在氣候?yàn)?zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和生物災(zāi)害等。這三大災(zāi)種之間存在著災(zāi)害鏈,如大災(zāi)有大疫,氣候?yàn)?zāi)害又常通過誘發(fā)的滑坡、泥石流及塌陷等,造成更大的危害。去年12月印度洋地震,我國深部鉆孔中氦、氬和二氧化碳?xì)怏w于去年12月24日就有異常,當(dāng)時(shí)地下水從鉆孔中噴出高度達(dá)50米,水庫和熱礦水也有翻滾異常,都表示有關(guān)聯(lián)效應(yīng)。大洪水、大地震在目前人類尚難以采取措施而避免,大規(guī)模的滑坡、泥石流也是難以治理的。對(duì)這些自然災(zāi)害,人類應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)與其共處而又能適時(shí)避開,以保護(hù)人類自身生存,減少生命財(cái)產(chǎn)損失??磥?,建立自然災(zāi)害鏈的預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)及有關(guān)應(yīng)急機(jī)制是非常迫切的問題。這種自然災(zāi)害鏈的預(yù)警預(yù)報(bào),不僅僅考慮單一災(zāi)害所產(chǎn)生的危害,而且要掌握某一災(zāi)害發(fā)生后將會(huì)連鎖發(fā)生其他災(zāi)害的反應(yīng)機(jī)理。建立這種災(zāi)害鏈應(yīng)急機(jī)制,能夠適時(shí)對(duì)各種災(zāi)害采取應(yīng)急及避難措施。我國在風(fēng)暴潮、地震、滑坡等自然災(zāi)害的預(yù)警中,都曾取得很好的效果。目前,從全國范圍來看,自然災(zāi)害鏈的研究尚很薄弱,不能深入認(rèn)識(shí)有關(guān)災(zāi)害鏈所造成的連鎖災(zāi)害性效應(yīng),也就不能建立更全面的快速反應(yīng)機(jī)制。
盧耀如說,要加強(qiáng)工程建設(shè)與自然的適應(yīng)性,避免誘發(fā)重大地質(zhì)災(zāi)害。許多大型工程建筑,必然改變?cè)凶匀唤绲臓顟B(tài)。進(jìn)行大型工程建設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意與自然條件和諧,一方面應(yīng)防治、避免因人工因素而誘發(fā)大的地質(zhì)災(zāi)害,另一方面也需要考慮相應(yīng)的措施,以增強(qiáng)工程建設(shè)得以和自然條件特別是地質(zhì)環(huán)境條件的和諧。我國有不少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,是由于工程上不注意相應(yīng)的防治措施而誘發(fā)的。2001年5月1日重慶武隆1.5萬立方米的人工高陡邊坡滑塌,造成79人死亡。近些年來,礦山不斷發(fā)生瓦斯爆炸以及透水災(zāi)害,造成礦工死亡。因此,加強(qiáng)工程建設(shè)與自然地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性,是發(fā)展經(jīng)濟(jì)很重要的環(huán)節(jié),這方面應(yīng)貫穿于發(fā)展規(guī)劃、具體的工程實(shí)施等各個(gè)環(huán)節(jié)。
深入開展有關(guān)自然災(zāi)害鏈以及各種災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理、防治手段與措施,非常重要。防治自然災(zāi)害,保護(hù)人類共有的家園——地球,這是需要全社會(huì)共同關(guān)注的問題。
——訪國際地科聯(lián)主席張宏仁
國際地科聯(lián)主席張宏仁認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵是社會(huì)需求,現(xiàn)在許多國家正在探索新的出路。礦業(yè)的需求、環(huán)境的需求對(duì)地質(zhì)學(xué)的發(fā)展都很重要,其中環(huán)境是很有意義的一個(gè)方面。
張宏仁說,許多人認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)是研究固體地球的,與大氣層沒有多大關(guān)系,這其實(shí)是一個(gè)誤解。過去的大氣層已經(jīng)不留痕跡地被現(xiàn)代的大氣層全部代替,而有關(guān)地球大氣層歷史的信息卻被“固化”在地殼中。正是地質(zhì)學(xué)的研究向人們揭示了第四紀(jì)的氣候史,特別是“冰期”和“間冰期”的細(xì)節(jié)。也正是地質(zhì)學(xué)的研究,證實(shí)了塞爾維亞數(shù)學(xué)家米蘭科維奇推論的氣候循環(huán)的存在。米蘭科維奇1920年根據(jù)理論計(jì)算提出,每22000年地球轉(zhuǎn)動(dòng)的擺動(dòng)有輕微的變化,每隔100000年地球圍繞太陽的軌道有變化,近乎圓形的軌道變得更橢圓了,使地球離太陽更遠(yuǎn)。米蘭科維奇還發(fā)現(xiàn),每41000年地球的自轉(zhuǎn)軸傾角變化,使得南半球或者北半球離太陽更遠(yuǎn)。半個(gè)多世紀(jì),他的假說一直沒被當(dāng)回事。直到后來人們研究洋底沉積物鉆探巖心中反映海水表面溫度的放射蟲類型和有孔蟲石灰質(zhì)殼氧同位素反映的古冰蓋消長(zhǎng)時(shí),才為米蘭科維奇的假說找到了證據(jù)。人們把米蘭科維奇周期與近幾百萬年的冰期聯(lián)系起來。這個(gè)問題至今仍有爭(zhēng)論。它涉及今后地球氣候的大趨勢(shì)究竟是變暖,還是變冷,答案仍然要地質(zhì)學(xué)提供。
國際上關(guān)注的溫室效應(yīng)研究,也離不開地質(zhì)學(xué)。地質(zhì)學(xué)家發(fā)現(xiàn),在地球誕生的初期,大氣層的二氧化碳含量也很高。大氣環(huán)境不適合多數(shù)生物的發(fā)展。后來,早期的生物把大氣層中絕大部分碳“固化”進(jìn)碳酸鹽巖(主要是石灰?guī)r和白云巖)。人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境影響最大的當(dāng)數(shù)化石燃料的燃燒?;剂蠈?shí)質(zhì)上是地質(zhì)歷史上幾千萬年乃至上億年大自然積累的太陽能和固化的碳。人類在幾百年內(nèi)把它開發(fā)釋放出來,不能不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。其中,有一個(gè)問題比較難解決,那就是二氧化碳排放。近年來,人們開始關(guān)注“封存”二氧化碳技術(shù)的研究,其中以將二氧化碳灌注到地下較有前景。挪威1991年在世界上首開先例,向大量排放二氧化碳的企業(yè)(如燃煤電廠)征收聯(lián)邦稅,每噸二氧化碳收55美元,以后又?jǐn)U大到海上石油天然氣生產(chǎn)排放的二氧化碳。從1996年起,挪威國家石油公司每年向地下灌注約100萬噸二氧化碳,每年節(jié)約稅金支出5500萬元。二氧化碳的地下灌注涉及的地質(zhì)研究包括地球物理、地球化學(xué)、地下流體動(dòng)力學(xué)等。
張宏仁說,淡水資源與地質(zhì)學(xué)也有密切聯(lián)系。淡水和空氣一樣是人類生存不可缺少的。從淡水資源的角度看,無論地表還是地下,都是同一個(gè)淡水資源長(zhǎng)流的片斷。淡水在地下流與在地表流,差別的重點(diǎn)不在水本身,而在介質(zhì),即地表水體與地下水含水層的差別。地表水體傳導(dǎo)水的能力很強(qiáng),但存貯水的能力有限。地下水含水層則相反,傳導(dǎo)水的能力較差,但存儲(chǔ)水的能力很強(qiáng)。因此對(duì)兩者各自揚(yáng)長(zhǎng)避短,可以實(shí)現(xiàn)淡水資源最佳調(diào)配的目的。舉例說,為了緩解華北淡水資源的嚴(yán)重供需矛盾,南水北調(diào)是必要的;然而,長(zhǎng)距離輸水,如果在終端缺乏足夠的緩沖庫容,一旦出了問題就很麻煩,修建平原水庫是不可行的。看來,充分利用地下庫容是唯一出路。
張宏仁認(rèn)為,地質(zhì)學(xué)在固體地殼方面的重要性也是不言而喻的。各種礦產(chǎn)資源的勘查、各種工程建設(shè)都離不開地質(zhì)學(xué)。與地質(zhì)學(xué)有關(guān)的另一個(gè)重要方面是地質(zhì)災(zāi)害防治??傊?,人類生活在地球上,要保護(hù)好環(huán)境,就必須正確認(rèn)識(shí)地球,掌握地質(zhì)學(xué)的知識(shí)。地質(zhì)學(xué)家更應(yīng)當(dāng)為保護(hù)環(huán)境作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
要用新視角研究地球系統(tǒng)
——?jiǎng)|生院士話地球科學(xué)研究
中科院院士劉東生是著名地質(zhì)學(xué)家、環(huán)境地質(zhì)學(xué)家,在黃土研究等領(lǐng)域作出過杰出貢獻(xiàn)。他認(rèn)為,要用新視角研究、考察地球系統(tǒng)。
劉東生說,從整個(gè)地學(xué)界來看,為社會(huì)提供資源保障、環(huán)境保障是今后地質(zhì)學(xué)的共同任務(wù),二者不可偏廢。非常高興地看到,我們國家的地質(zhì)研究、地質(zhì)工作已涉足自然災(zāi)害預(yù)報(bào)、自然環(huán)境調(diào)查、農(nóng)業(yè)土壤調(diào)查、城市環(huán)境調(diào)查等領(lǐng)域,這些工作和一個(gè)地區(qū)的礦產(chǎn)資源調(diào)查、評(píng)價(jià)工作結(jié)合起來,就更全面了。社會(huì)發(fā)展需要地質(zhì)學(xué),地質(zhì)學(xué)對(duì)社會(huì)有較大影響,我非常贊成地質(zhì)學(xué)與社會(huì)結(jié)合。從這個(gè)角度看今后地質(zhì)學(xué)的發(fā)展中,我們要研究人類對(duì)地球環(huán)境的影響,應(yīng)認(rèn)識(shí)到人類的作用對(duì)于地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)演化是一股不能忽視的力量。如對(duì)全球變化的影響:據(jù)估計(jì),如果氣溫上升1攝氏度,海平面就升高10厘米,而全球3/4的大城市和40%的人口都集中在離海岸60公里以內(nèi)的地區(qū)。至于對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞和影響,更難估計(jì)。有人說,生態(tài)環(huán)境的價(jià)值可以估算。印度一位學(xué)者提出,把一棵50年的樹產(chǎn)生氧氣、吸收有毒氣體、防止大氣污染、增加土地肥力、增加土壤水分以及為鳥類和獸類提供繁殖場(chǎng)所等六項(xiàng)作用加起來,得出的生態(tài)效益是19.6美元。在我國神農(nóng)架保護(hù)區(qū),50年以上的樹有50萬株,照這樣算的話,神農(nóng)架這個(gè)地區(qū)就自然資源本身來說,生態(tài)效益大于1000萬美元??涩F(xiàn)在這個(gè)地區(qū)仍比較貧困,對(duì)于這樣的問題,我們應(yīng)該更加注意。
地球環(huán)境問題現(xiàn)在已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的主要障礙?!都澎o的春天》這本書在20世紀(jì)60年代出版,被人們稱為人類對(duì)環(huán)境的新的覺醒。這本書的出版,在促進(jìn)環(huán)境、人文科學(xué)發(fā)展的同時(shí),也促進(jìn)了自然科學(xué)的前進(jìn)。幾十年來,環(huán)境科學(xué)的研究在空間范疇表現(xiàn)為從治理“三廢”擴(kuò)大到保護(hù)區(qū)域環(huán)境,一直到考慮對(duì)全球性變化進(jìn)行研究;在時(shí)間范疇表現(xiàn)為對(duì)現(xiàn)代物理化學(xué)生物過程進(jìn)行分析,進(jìn)而試圖對(duì)人類和這個(gè)星球的未來有所預(yù)見,同時(shí)也大大提高了人們對(duì)環(huán)境演化及其機(jī)制的一個(gè)重要方面——人類驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)實(shí)意義的認(rèn)識(shí)。
地球環(huán)境是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),各圈層之間的相互作用在時(shí)間和空間維度上都無比精確,事實(shí)告訴我們,人類活動(dòng)已經(jīng)成為一種重要的地質(zhì)應(yīng)力?,F(xiàn)在,我們需要從新的視角來考察今天的地球系統(tǒng)。
節(jié)約資源 大有可為
——陳毓川院士談礦產(chǎn)資源利用
建設(shè)節(jié)約型社會(huì)、提高資源利用效率正逐步成為社會(huì)共識(shí)。中國工程院院士、著名礦床學(xué)家陳毓川在“世界地球日”前夕接受記者采訪時(shí)呼吁人們節(jié)約利用好不可再生的礦產(chǎn)資源。
陳毓川說,總體而言,中國是個(gè)礦產(chǎn)資源豐富的國家,已發(fā)現(xiàn)171種礦產(chǎn),已探明儲(chǔ)量的有158種。我國約有100多種礦產(chǎn)可以自給,其中大部分是非金屬礦產(chǎn)。我國大概需要使用20多種國外礦產(chǎn)資源,特別是一些關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大宗礦產(chǎn)、支柱性礦產(chǎn),資源不能保障需要,如石油和天然氣,特別是石油,顯而易見是不夠的。我國鐵礦探明資源儲(chǔ)量500億噸,鐵礦石平均品位33%,國外鐵礦石品位一般達(dá)50%才開采利用。我國鐵礦石品位低,而且還有一部分目前還不能利用,因此富鐵礦是我國的短缺資源。我國的銅礦,探明儲(chǔ)量1800多萬噸,大概占世界儲(chǔ)量的5%,問題是我國的銅礦礦山小。我國世界級(jí)的超大型銅礦只有兩座:江西德興銅礦、西藏玉龍銅礦。德興的儲(chǔ)量是500多萬噸,玉龍是700多萬噸。而智利的丘基卡塔多銅礦若按0.7%的品位圈定,儲(chǔ)量有1億噸;若按0.79%圈的話,有5000多萬噸。這個(gè)礦去年生產(chǎn)銅金屬67萬噸,同年我國全國銅礦山產(chǎn)銅58萬噸。鉻鐵礦,在西藏、新疆有一些,基本上靠進(jìn)口。錳礦,主要是碳酸錳,平均品位22%,屬貧礦,也需要大量進(jìn)口。還有鉀鹽,作為固體礦產(chǎn)的鉀鹽在云南有一點(diǎn),我國主要開采的是青海、新疆的鹽湖鉀鹽,目前鉀鹽主要靠進(jìn)口。我國煤炭雖然資源量很大,但可供投產(chǎn)建井用的精查儲(chǔ)量太少,大概500億噸(有說300億噸,也有說900億噸)。問題的關(guān)鍵是,煤炭資源浪費(fèi)太大,開一個(gè)礦丟一個(gè)礦,甚至更多,一些小礦的回采率只有15%??傊?,中國礦產(chǎn)資源大部分可以自給,但大宗的、影響國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一些礦產(chǎn)資源不足。
陳毓川說,要解決礦產(chǎn)資源供應(yīng)保障問題,辦法無非是開源與節(jié)流。開源,一是在國內(nèi)找,加大地質(zhì)勘查力度;二是利用國外資源:買礦,最好是期貨,或者組織隊(duì)伍、支持企業(yè)到國外去找礦、開發(fā)。
陳毓川說,解決礦產(chǎn)資源要特別注意節(jié)流,我國應(yīng)把節(jié)約資源放在第一位,這方面大有余地,也大有可為。具體來說,第一,要加強(qiáng)資源管理。通過管理節(jié)約資源,在國內(nèi)是很重要的措施。一個(gè)礦不能好幾家開,否則易造成資源浪費(fèi),又造成不安全隱患;大礦要大開不能小開;嚴(yán)禁亂采濫挖;要提高準(zhǔn)入門檻,要有資源利用、環(huán)境保護(hù)、最低開采規(guī)模等要求。
第二,提高開采回采率、選礦回收率。以煤炭為例,現(xiàn)在煤炭資源的開采回采率低,國有大礦回采率為50%左右,地方國有礦山一般為30%左右,鄉(xiāng)鎮(zhèn)個(gè)體小礦一般為15%左右。這里有管理問題,也有技術(shù)問題。要搞兼并,搞大型開發(fā),建設(shè)大型煤炭基地,提高技術(shù)含量,從而提高開采回采率。不只煤炭,其他礦種也都需要提高開采回采率。只要組織好,管理好,回采率問題不難解決。
選礦回收率,這里有科技難題,是一個(gè)科技攻關(guān)問題。舉個(gè)例子,中國磷礦,量很大,但大部分是膠磷礦。膠磷礦選礦是難題,我國至今還沒有完全攻克。再如錳礦,我國大部分是碳酸錳,粒度細(xì)、選礦難。鐵礦也如此,有一種叫寧鄉(xiāng)式鐵礦的赤鐵礦礦床,是鮞狀結(jié)構(gòu)。法國對(duì)這種鐵礦的選礦攻關(guān)成功了,可我國始終沒有過關(guān),至今這種鐵礦基本放著沒有動(dòng)。這里面問題較多,要進(jìn)行地質(zhì)研究,礦物結(jié)構(gòu)分析、礦物之間內(nèi)部關(guān)系研究,以及工藝流程設(shè)計(jì)、選礦機(jī)械制造研究等,是一門專門的學(xué)問。目前我國金屬礦山選礦回收率與國外平均差10~20個(gè)百分點(diǎn)。要不斷提高我國的選礦能力,堅(jiān)持不懈地開展科技攻關(guān)。
第三,推進(jìn)礦產(chǎn)資源綜合利用。中國有色金屬礦山的綜合利用是大事。我國有色金屬礦山一個(gè)特點(diǎn)是,礦石中不只蘊(yùn)含一種元素,而是包含多個(gè)金屬元素,如鉛鋅礦中有銀、鍺、銦、鎘等。中國有很多伴生、共生礦床,其中實(shí)行綜合利用的大約有1/3。在這1/3的礦山中,資源綜合利用程度也就是20%左右,而國外資源綜合利用水平要比我們高20~30個(gè)百分點(diǎn)。我們與先進(jìn)水平的差距非常大。
第四,促進(jìn)資源循環(huán)利用。這是節(jié)約資源的重大措施。如已開展廢舊金屬的回收利用,包括鋼、銅、鋁、鉛、鋅等。以廢鋼為例,美國廢鋼回收利用量占其鋼鐵生產(chǎn)總量的30%~50%,我國這方面的工作剛剛起步,廢鋼鐵基數(shù)低。到2020年廢鋼回收利用率若達(dá)到20%左右的話,據(jù)預(yù)測(cè)那時(shí)我國鋼鐵產(chǎn)量為3億噸,那么廢鋼回收就可達(dá)6000萬噸,可節(jié)約很多礦石、能源,也減少了環(huán)境污染。此外,礦山尾礦利用也是礦產(chǎn)資源循環(huán)利用的一個(gè)重要內(nèi)容。全國有120多億噸尾礦,其中有很多是可以重新利用的。尾礦利用,前景可觀。
陳毓川說,地球提供的礦產(chǎn)資源,無論過去還是未來,都是人類社會(huì)生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,隨著社會(huì)發(fā)展,對(duì)礦產(chǎn)資源的要求將不斷增長(zhǎng),資源危機(jī)的出現(xiàn)將是人類社會(huì)面臨的挑戰(zhàn),節(jié)約利用好地球提供的不可再生的礦產(chǎn)資源,是礦產(chǎn)領(lǐng)域工作者不懈追求的目標(biāo)。
地球科學(xué)的任務(wù)是認(rèn)識(shí)地球
——李廷棟院士談基礎(chǔ)地質(zhì)研究
中國科學(xué)院院士李廷棟長(zhǎng)期從事區(qū)域地質(zhì)和地質(zhì)編圖等基礎(chǔ)研究。他認(rèn)為,基礎(chǔ)地質(zhì)研究對(duì)促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)有重要作用。
李廷棟首先從對(duì)地質(zhì)工作性質(zhì)的認(rèn)識(shí)談起。他說,地質(zhì)工作是一個(gè)科學(xué)技術(shù)密集的行業(yè)。作為地質(zhì)礦產(chǎn)工作,要想在礦產(chǎn)資源勘查中取得突破,在地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)中取得成效,歸根結(jié)底,取決于地礦行業(yè)的自然科學(xué)專家、管理專家對(duì)我國地質(zhì)情況的認(rèn)識(shí)深度,取決于對(duì)規(guī)律的把握程度。地礦行業(yè)在很大程度上是一個(gè)憑科學(xué)技術(shù)取得成就、促進(jìn)發(fā)展的行業(yè)。
李廷棟說,構(gòu)建和諧社會(huì)一個(gè)根本的物質(zhì)基礎(chǔ)是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展,使人民富裕起來。在這方面,資源部門責(zé)任重大。這些年,國家的一些大工程如西氣東輸、南水北調(diào)、海洋資源開發(fā)、青藏鐵路、解決東北老工業(yè)基地危機(jī)礦山等問題,哪一項(xiàng)工作不與國土資源部門有關(guān)?從礦產(chǎn)資源尋找,到工程地質(zhì)勘查、工程路線選擇,到防治工程可能出現(xiàn)的生態(tài)方面的負(fù)效應(yīng),地礦工作者都參與了,而且發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用。農(nóng)業(yè)中使用的礦物肥料、礦物農(nóng)藥,地下水勘查開發(fā)和合理利用以及農(nóng)業(yè)地質(zhì)等工作,都與我們這個(gè)部門有聯(lián)系,我們都可以發(fā)揮更大作用。
李廷棟認(rèn)為,基礎(chǔ)地質(zhì)研究是推動(dòng)地質(zhì)工作發(fā)展的重要力量?;A(chǔ)地質(zhì)研究分前沿性科學(xué)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究、立典性研究三類。前沿性研究探索性強(qiáng),其主要任務(wù)是認(rèn)識(shí)地球,為地質(zhì)科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)期發(fā)展奠定基礎(chǔ),如有關(guān)地球演化、生命起源與地外生物學(xué)、地球各圈層相互作用等。應(yīng)用基礎(chǔ)研究是根據(jù)國家需求和地質(zhì)勘查工作的需要,圍繞某些重大基礎(chǔ)性地質(zhì)問題進(jìn)行科學(xué)攻關(guān),為礦產(chǎn)資源勘查、國土資源規(guī)劃、重大工程設(shè)計(jì)等提供基礎(chǔ)地質(zhì)資料和科學(xué)依據(jù)。立典性科學(xué)研究是就某一地質(zhì)學(xué)科的專門科學(xué)問題或某一地質(zhì)事件、現(xiàn)象進(jìn)行精細(xì)的調(diào)查研究,取得高于一般的科學(xué)成果,其主要任務(wù)是為地質(zhì)工作提供范例,為地質(zhì)對(duì)比提供標(biāo)準(zhǔn)和尺度,提高相關(guān)領(lǐng)域的整體科學(xué)水平。
李廷棟說,地質(zhì)科學(xué)的根本任務(wù)在于認(rèn)識(shí)地球,并利用這種認(rèn)識(shí)去尋找資源和優(yōu)化人類賴以生存的環(huán)境。地質(zhì)科學(xué)認(rèn)識(shí)上的每一次飛躍和理論上的創(chuàng)新,都給社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了較大推動(dòng)作用。地質(zhì)科學(xué)發(fā)展史上,有三次大的飛躍。第一次發(fā)生在17世紀(jì)后半期的地質(zhì)科學(xué)誕生和發(fā)展早期。在中世紀(jì)的歐洲,包括地質(zhì)學(xué)在內(nèi)的科學(xué)被神權(quán)統(tǒng)治著,從17世紀(jì)中葉開始,以笛卡爾、萊布尼茲、布豐等為代表的科學(xué)先驅(qū),先后提出了以地球演化為核心的地球?qū)W說,此后萊伊爾的《地質(zhì)學(xué)原理》建立了“將今論古”的地質(zhì)學(xué)現(xiàn)實(shí)主義方法論,奠定了地質(zhì)認(rèn)識(shí)論和方法論的基礎(chǔ),確定了地球的演化觀。工業(yè)革命促使地質(zhì)科學(xué)產(chǎn)生了第二次大的飛躍,建立了以地層學(xué)、礦物學(xué)、巖石學(xué)和構(gòu)造地質(zhì)學(xué)等為主要分支學(xué)科的經(jīng)典地質(zhì)科學(xué)體系,推動(dòng)了區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查工作的開展,為近百年來全球礦業(yè)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。地質(zhì)科學(xué)史上的第三次大的飛躍是20世紀(jì)60年誕生的以板塊構(gòu)造理論為核心的地學(xué)革命。首先,板塊構(gòu)造的提出,為地質(zhì)科學(xué)的發(fā)展提供了全球研究的框架,推進(jìn)了地質(zhì)科學(xué)向全球化的方向發(fā)展,樹立了人們的全球觀。其次,板塊構(gòu)造的提出和驗(yàn)證,為資源和災(zāi)害預(yù)測(cè)提供了新的思路。比如,對(duì)大陸邊緣沉積盆地的深入研究,開辟了新的油氣尋找區(qū),使20世紀(jì)70年代世界油氣儲(chǔ)量迅速增長(zhǎng);洋中脊和邊緣海盆海底熱液成礦作用研究,為海洋礦產(chǎn)的開發(fā)提供了依據(jù)等等。
李廷棟說,任何學(xué)科的發(fā)展都源于社會(huì)的需要。當(dāng)代社會(huì)正面臨著人口、資源、環(huán)境和災(zāi)害等諸方面的挑戰(zhàn),協(xié)調(diào)人與自然的關(guān)系就成為人類認(rèn)識(shí)地球的新起點(diǎn)。因此,在進(jìn)行礦產(chǎn)資源勘查,地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評(píng)價(jià)的同時(shí),加強(qiáng)基礎(chǔ)地質(zhì)和地質(zhì)科學(xué)技術(shù)研究,建立新的地球科學(xué)體系,將對(duì)于人類科學(xué)地認(rèn)識(shí)地球,保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。
加強(qiáng)自然災(zāi)害鏈研究
——盧耀如院士談地質(zhì)災(zāi)害防治
中國工程院院士盧耀如因系統(tǒng)研究巖溶發(fā)育理論,并結(jié)合工程實(shí)踐指導(dǎo)了一些大型水利水電工程勘測(cè)實(shí)踐與研究,被譽(yù)為“喀斯特盧”,近年來他更加關(guān)注地質(zhì)災(zāi)害問題,探索地質(zhì)—生態(tài)環(huán)境機(jī)理。
他建議,首先要加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害知識(shí)普及工作,提高廣大人民群眾的防災(zāi)、減災(zāi)意識(shí)。地質(zhì)學(xué)所研究的內(nèi)容,涉及資源開發(fā)與防災(zāi)減災(zāi)的各個(gè)方面。就自然災(zāi)害而言,地質(zhì)災(zāi)害包括地震、滑坡、泥石流、崩塌、塌陷等突發(fā)性的、容易給人民生命財(cái)產(chǎn)造成重大損失的地質(zhì)災(zāi)害,以及地面沉降、荒漠化等緩變性的但危害面更廣的地質(zhì)災(zāi)害。地質(zhì)災(zāi)害是地球演化過程中的必然現(xiàn)象,人類目前尚不可能全部防治,但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)掌握地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生與發(fā)展的基本知識(shí),以便采取有效防治措施,或采取適時(shí)的避難減災(zāi)行動(dòng),以減少損失,這是可以做到的。
盧耀如認(rèn)為,應(yīng)建立自然災(zāi)害鏈的預(yù)報(bào)預(yù)警與減災(zāi)應(yīng)急機(jī)制。他說,自然界中存在氣候?yàn)?zāi)害、地質(zhì)災(zāi)害和生物災(zāi)害等。這三大災(zāi)種之間存在著災(zāi)害鏈,如大災(zāi)有大疫,氣候?yàn)?zāi)害又常通過誘發(fā)的滑坡、泥石流及塌陷等,造成更大的危害。去年12月印度洋地震,我國深部鉆孔中氦、氬和二氧化碳?xì)怏w于去年12月24日就有異常,當(dāng)時(shí)地下水從鉆孔中噴出高度達(dá)50米,水庫和熱礦水也有翻滾異常,都表示有關(guān)聯(lián)效應(yīng)。大洪水、大地震在目前人類尚難以采取措施而避免,大規(guī)模的滑坡、泥石流也是難以治理的。對(duì)這些自然災(zāi)害,人類應(yīng)當(dāng)學(xué)會(huì)與其共處而又能適時(shí)避開,以保護(hù)人類自身生存,減少生命財(cái)產(chǎn)損失??磥?,建立自然災(zāi)害鏈的預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)及有關(guān)應(yīng)急機(jī)制是非常迫切的問題。這種自然災(zāi)害鏈的預(yù)警預(yù)報(bào),不僅僅考慮單一災(zāi)害所產(chǎn)生的危害,而且要掌握某一災(zāi)害發(fā)生后將會(huì)連鎖發(fā)生其他災(zāi)害的反應(yīng)機(jī)理。建立這種災(zāi)害鏈應(yīng)急機(jī)制,能夠適時(shí)對(duì)各種災(zāi)害采取應(yīng)急及避難措施。我國在風(fēng)暴潮、地震、滑坡等自然災(zāi)害的預(yù)警中,都曾取得很好的效果。目前,從全國范圍來看,自然災(zāi)害鏈的研究尚很薄弱,不能深入認(rèn)識(shí)有關(guān)災(zāi)害鏈所造成的連鎖災(zāi)害性效應(yīng),也就不能建立更全面的快速反應(yīng)機(jī)制。
盧耀如說,要加強(qiáng)工程建設(shè)與自然的適應(yīng)性,避免誘發(fā)重大地質(zhì)災(zāi)害。許多大型工程建筑,必然改變?cè)凶匀唤绲臓顟B(tài)。進(jìn)行大型工程建設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)注意與自然條件和諧,一方面應(yīng)防治、避免因人工因素而誘發(fā)大的地質(zhì)災(zāi)害,另一方面也需要考慮相應(yīng)的措施,以增強(qiáng)工程建設(shè)得以和自然條件特別是地質(zhì)環(huán)境條件的和諧。我國有不少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,是由于工程上不注意相應(yīng)的防治措施而誘發(fā)的。2001年5月1日重慶武隆1.5萬立方米的人工高陡邊坡滑塌,造成79人死亡。近些年來,礦山不斷發(fā)生瓦斯爆炸以及透水災(zāi)害,造成礦工死亡。因此,加強(qiáng)工程建設(shè)與自然地質(zhì)環(huán)境的適應(yīng)性,是發(fā)展經(jīng)濟(jì)很重要的環(huán)節(jié),這方面應(yīng)貫穿于發(fā)展規(guī)劃、具體的工程實(shí)施等各個(gè)環(huán)節(jié)。
深入開展有關(guān)自然災(zāi)害鏈以及各種災(zāi)害發(fā)生的機(jī)理、防治手段與措施,非常重要。防治自然災(zāi)害,保護(hù)人類共有的家園——地球,這是需要全社會(huì)共同關(guān)注的問題。