方小敏：寻一粒沙石 解万年之谜
人民资讯2021-12-16 13:16
「本文来源：科普中国」
在方小敏的办公室里，一张十分详细的青藏高原地图占据着半个墙壁，他时常独自一人伫立在地图之前，脑海中进行着关于青藏高原隆起与环境变化之间关系的“遐想”，一旦迸出点想法，便迫不及待带地带着团队，兴致盎然地前往青藏高原这个“天然实验室”，寻找证据，寻一粒沙石、一方水土，破解青藏高原千万年前的演化奥秘。
“热爱地学”“回归自然”“神奇” “获得成就感”“很happy”......在接受《中国科学报》专访时，这些词汇时不时地从方小敏口中迸发，与之相伴地还有难以掩抑的笑声。
2021年8月，方小敏在波密冰川考察。
从事青藏高原隆起与环境变化研究38年，中国科学院青藏高原研究所研究员方小敏在青藏高原隆起的地貌演化与气候环境效应、中国西部大陆剥蚀风化与全球变化的关系等方面取得了一系列创新性成果。至今，他对青藏高原的热爱与兴奋感依然丝毫不减。
2013年7月，方小敏带领团队在云南曲靖盆地蔡家冲剖面考察。
发现新的环境变化证据
青藏高原——“世界屋脊”，巍然屹立于印度板块与亚洲板块之间，彻底改变了亚洲季风、大气环流、内陆干湿环境。
青藏高原如何一步步隆起，亚洲季风如何由南向北扩展，中国西北又是如何越来越干，三者之间又有怎样的联系，对全球变化有什么影响，时至今日，这些仍是地球科学领域的前沿问题和未解之谜。
过去，诸多学者对青藏高原隆升和环境变化做了大量的研究，提出了诸多“假说”，但缺乏精确的年代控制和定量连续记录支持，难以获得科学共识。获得精确的科学数据，扎实求证和创新，是方小敏的愿望。
曾有很长一段时间，国际上普遍认为，青藏高原隆升导致亚洲季风和中国内陆风尘沉积仅有800万年历史；后来，中国科学院院士、“黄土之父”刘东生先生与他的学生们将其追溯至2200万-2500万年前。
就在近日，方小敏团队在Science Bulletin发表的一篇文章宣布了在云南发现了新的地质历史证据和环境记录，通过古地磁、火山灰、沉积学和地球化学等研究，他们重建了青藏高原隆升导致亚洲季风演化的历史，准确揭示亚洲季风在4100万年前推进到云南。这是继前不久方小敏团队在青藏高原中南部隆起过程和北部内陆干旱化与全球变化关系研究中取得突破进展以来，又一重要成果。
2021年7月，方小敏带领团队在色季拉山顶采集高山黄土和灌丛土样品。
他们在尼泊尔的研究发现，青藏高原还未隆升时，在北纬20度以南就有了热带季风，属于全球热带季风的一部分。但季风如何从北纬20度以南向北扩展的呢？来自亚热带和温带季风地区的可靠古气候记录对于揭示热带季风如何扩展到亚热带和温带，及其驱动因素至关重要。
方小敏和团队成员们在北纬26度的云南中部相隔500公里的两个盆地找到了相同的始新世环境变化记录。
“这相当于是铁证啊。”回想当时的发现，方小敏仍十分兴奋，通过系统年代学和古气候环境记录等研究，他们发现在4100万年前，始新世早期的干燥环境突然转变为海洋性季节湿润环境，这表明热带季风在4100万年前跃迁到亚热带南部。提出青藏高原的隆起、特提斯海退却，以及南极变冷，可能是热带季风增强和向北扩展的共同“推手”。
完成一项研究成果，方小敏的兴奋感不退反增。“现在，让我最兴奋的是北纬30度左右的川西地区。”方小敏娓娓道来，亚洲季风在4100万年前到北纬26度的云南，刘东生和他的弟子们揭示了在2200-2500多万年前到北纬36度的黄土高原，那中间这段时间在演绎着怎样的故事呢？又是什么因素导致它发生嘞？亚洲内陆的干旱化过程又是如何耦合响应的嘞？与全球变化是什么关系嘞？
最近连续数月，方小敏和团队们加班加点、没有周末，出野外、测样品、做模拟，以期尽快揭示相关机制，用精确的科学数据接续编织青藏高原隆升与亚洲季风、环境响应的故事，更好完成《自然-地球环境评论》（Nature Review-Earth Evironment）的约稿。
从“不适应”到热爱
与青藏高原结缘，成为一名地貌和气候环境变化专家，方小敏从未想过。
方小敏出生于湖南省冷水江市的祖传武术和中医世家，父亲与祖辈都在武行里行医。他印象最深的是，小时候常常跟父亲上山挖药材，自然而然地，他以后也想成为一名医生。
方小敏是高考恢复第二年的79届大学生，他当时原本只想填报两所湖南本地普通医学院，结果高考分数出来后远远超过了一些重点院校。一位兰州来湖南招生的老师将他录入了第一批重点院校兰州大学！
就这样，刚满16岁的他进入了兰州大学地质地理系地质专业，毕业后被留校任教，有幸留在当时学校里最有特色、实力强的冰川冻土研究室，师从我国著名地理学家、中国科学院院士李吉均先生。
那时的西北地区，贫穷偏远，常有风沙，让这位从南方来的年轻小伙儿“很不适应”，当得知自己被作为“师资力量”留在兰州大学时，他还有点“闹情绪”，要知道留在高校任教，在当时是一份令很多人向往的工作。
一次“被迫”的古冰川求证之行让他改变了。1983年，李吉均先生带队到庐山寻找被李四光先生称作第四纪冰川遗迹的的证据，从那里他们发现了大量热带地貌和沉积证据，见证了中国大地之美和科学求证发现的乐趣。
在广阔的野外，导师行云流水般画出山川河流、地貌地层和植物动物演化等之间的关系示意图，还现场手把手地教自己画，画完就去考察验证......后来，他跟随老师们深入西秦岭、昆仑山、祁连山等青藏高原山地科学考察。
2021年7月，方小敏在林芝采集高山黄土样品。
渐渐地，方小敏爱上了青藏高原，“这个方向很有特色，即可回归自然，放飞自我，赏阅美景，强身健体，又可探知大地奥秘，求证思想假说，尤其青藏高原对全世界都充满着神秘和好奇，任何发现和认识都会引起科学和社会的广泛关注，做出来的成果新颖，就会很有成就感、自豪感。”自此，方小敏便正式踏入青藏高原，从冰川地貌沉积到大地貌地形，再到环境变化，他致力于精细地揭示青藏高原隆起过程与气候环境效应。
“尽管当时各种条件都很差，大家却纯粹地做研究。”方小敏说。
如今，方小敏取得的成果为国际所公认。他通过自然地理学与地质学相结合的途径，以新生代盆地沉积和地貌演化为切入点，研究青藏高原隆升和亚洲地理格局演变与气候环境变化，揭示高原构造隆升-风化剥蚀-气候变化之间联系及其对全球变化的影响与响应。曾获得国家自然科学奖二等奖2次，在PNAS、Science Advances和Nature等国际高水平期刊发表论文270篇，被选为国家基金委创新研究群体科学基金学术带头人，973项目首席科学家，2014-2020年连续6年入选Elsvier出版社发布的中国高被引学者名单，入选斯坦福大学发布的2020年世界顶尖2%科学家名单，被英国路透社评为2020年世界顶尖1000气候变化科学家。
不累，是幸福
青藏高原的冬天，白天只需穿一件薄薄的衬衣，到了晚上穿着厚棉袄，盖着厚被褥也依然瑟瑟发抖，“我们睡的帐篷外面全是冰疙瘩，早上起来要先晒太阳再开始干活，就像旱獭一样。”谈起在青藏高原的生活，方小敏鲜有谈起苦和累。
他把自己的工作看成是“做实验”，在他看来，地理学家与化学家很像，只是化学家是在实验室通过设定条件让不同元素发生化学反应，而地理学家将地球上已经产生的各种各样的实验结果进行“拆解”，分析机制，现代技术手段的应用使得求证太“神奇”了。比如一个化石、一把火山灰、甚至沉积物中的一颗锆石，就可知一个区域的年龄，从哪里来的，几微克沉积物中的自生矿物或有机质，就可以知道过去的气候和生态环境。
2021年8月，方小敏在波密采集冰川和冰碛物样品。
“地球系统是平衡的，有自己的运行规律，只不过某一时刻某个过程或因素占了上风，我们研究历史就是为了理解现实，了解和提供应对未来气候环境变化的机制和策略。”方小敏说。
如今，地球科学已进入“系统”时代，地球岩石圈、水圈、大气圈和生物圈等各圈层之间时时刻刻都在发生着相互作用，作为一个整体影响着我们的方方面面，方小敏也深知，未来的创新突破点在交叉科学。在他的团队，有古地磁构造、环境磁学、盆地沉积、热年代学、风化剥蚀、有机化学、孢粉等不同学科方向，“科学就是要交叉参与辩论，碰撞才会有创新。”
“您会感觉到枯燥和累么？”
“当大量文献阅读和学术交流或辩论后，冥思苦想出了一个好点子，我就会热血沸腾，就想赶紧出野外，找证据，加班加点研究，看看到底是不是自己想的那样，如果是，那就更兴奋了，就想连夜把文章写出来，这样即使很辛苦也是幸福的。”方小敏说。
原文刊载于《中国科学报》2021年10月20日四版
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