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地球物理专业学生要重视学习地质知识 精选

已有 3698 次阅读 2024-6-10 08:48 |系统分类:观点评述

地球物理专业学生要重视学习地质知识 

刘庆生

(中国地质大学,武汉)

前些日子,为了完成学校关工委银龄宣讲团的“任务”,我向在职时的学院领导提出能否给学生,重点是研究生安排一次报告。以前学院安排我的报告主要是面向大学本科新生的《我谈大学生活》(属于新生入学教育内容),给研究生的《研究生学习-人生最重要的选择》,还有给个别教授课题组的《关于凝练科学问题》,这类报告主要属于《科学教育鸡汤》性质。这次我向院里表示,可以尝试安排一次专业内容的报告。我作为学院固体地球物理学系(原来的教研室)的首任主任,看到如今学院地球物理学科一片繁荣昌盛景象倍感欣慰。例如国家学科评估地球物理学首次进入A行列,同时“地球物理学”还获得了国家《基础学科拔尖学生培养计划2.0基地》,这是目前学校获批的两个学科之一,另一个是老牌龙头学科“地质学”

然而,安排什么专业内容报告呢?我想为了提升学院地球物理学科在地球内部物质结构研究水平需要向学生强调地质知识学习的重要性,尤其是地球地壳-上地幔岩石矿物结构及构造动力学方面的知识。为此,我决定选择2012年7月6日我在爱尔兰都柏林高等研究院地球物理部的报告。当年我在都柏林圣三一学院探亲,闲暇上网查询发现爱尔兰都柏林高等研究院是世界上久负盛名的高等研究院之一。著名物理学家诺贝尔物理奖获得者薛定谔是首任研究院理论物理部主任,并在此工作长达17年之久。我国著名科学家周光召、胡宁、彭恒武等在此工作过。都柏林高等研究院中的宇宙物理学(Cosmic Physics)部分由天文学及天体物理学和地球物理学两个研究部组成。地球物理研究部主要研究方向是利用物理学方法,结合地质学、地球化学、岩石学和年代学等研究地球内部结构及动力学过程。主要研究领域为电磁、地震、地球动力学和位场(重磁场)。部门领导是国际著名大地电磁学家Alan G. Jones博士,他曾经于2017年10月30日应邀访问中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院,并做了一个题为“Multi-stage evolution of the Ordos lithosphere from stochastic inversion of multi-geophysics data-鄂尔多斯岩石圈多期演化的地球物理多参数随机反演证据”报告。为此,我给Alan G. Jones博士去信,提出希望去他们地球物理研究部学术交流。Alan G. Jones博士立即回信积极响应并告知,他刚离开都柏林去澳大利亚参加四年一度的国际地质大会,他立即让地球物理研究部安排我的报告,即2012年7月6日当地时间下午4时的“Magnetic structure of the continental lower crust-大陆下地壳磁性结构”报告。爱尔兰地球科学研究生计划协调员Michael J. (Ben) Kennedy教授亲临现场,我很是感动。报告进行很顺利,讨论也很热烈。Kennedy教授提到下地壳岩石的岩性及年龄对岩石磁性的影响;Vozar博士提的关于下地壳温度对岩石磁性的影响;Andrew博士提的关于地壳进变质过程与退变质过程对岩石磁性的影响等问题,我都一一作了回答。我为他们如此重视国际同行学术交流理念与精神感动。

大陆地壳-上地幔磁性结构研究是我岩石磁学领域用于深部地球物理研究的重要方向。这个方向的科学研究充分展现了我与学校地质-地球化学-构造地质学知识高度综合科学研究的理念与实践。我与学校这些学科的领军人物高山教授,郑建平教授,金振民教授,刘勇胜教授精诚合作数十年,我们的合作科研成果主要发表在国际主流学术刊物Journal of Geophysical Research-Solid Earth, Journal of Structural Geology, Tectonophysics, Journal of Geodynamics, Physics of the Earth and Planetary InteriorsGeochem. Geophys. Geosyst和国内的中国科学(中英文版),科学通报,地球物理学报等,并得到同行的积极反响。例如国际位场(重磁)研究的领军人物,美国地质调查所的Richard J. Blakely博士将我们发表在Journal of Structural Geology的成果作为他在我国吉林大学研究生课程的杰出案例(I will be teaching a geophysics course at Jilin University in a few weeks. I plan to use your paper as an excellent example of potential fields applied to mantle rocks)。 

然而,我在学院的这个专业报告似乎并没有收到预期的良好效果,无论是学生参与的积极性和报告中的交流都不尽如意。我分析这次专业学术报告效果不佳的主要原因:1、研究生对地磁学方向,尤其是岩石矿物磁学方向不太感兴趣。其实,我始终认为作为地球物理专业学生应当对学科的主要手段,地震学,地磁学,电磁学,重力学相关学科基本理论知识具有一定程度了解,这对他们的高质量的学术发展一定大有裨益,多听这类报告是扩大知识面的重要途径,需要引起学院师生的重视。2、报告PPT为全英文。我原想现在的研究生,尤其是博士研究生的英文水平应该比我这个退休老师高得多,所以没有翻译成中文,现在看来我们地球物理专业学生还要加强地球物理相关学科的专业英文学习,英文知识不能只限于过窄学科。3、地球物理专业研究生可能缺乏地壳-上地幔岩石矿物基本知识。因为,我报告中涉及大量地壳岩石变质相概念及与岩石矿物磁性相互关系。我们地球物理师生要向学校地球科学院的一些教师学习,他们非常重视地球物理知识学习。例如有人告诉我,地球科学院教授曾经邀请国际著名地震学家,美国地质调查所的Mooney博士来校进行暑期讲学。

为此,我认为地球物理专业学生需要加强地质专业知识学习,尤其要提高多学科英语文献阅读及听写能力,因为,固体地球物理学科需要全球视野与广泛的国际合作科学研究。在我数十年的专业教学科学研究经历中,深切感受到作为一个地球物理学者学习地质知识的重要性。基于这个认识,我在2016年5月18日在武汉大学召开的“地球科学前沿国际研讨会暨中国地球科学促进会2016年会”上做了一个题为“地球物理的挑战”报告,报告重点指出有的地球物理学者面对严重缺乏地质基本知识的挑战。这个呼吁得到一些海内外地球物理青年学者的赞同。例如一位目前在国外工作的青年学者说:“刘老师说的正是,国外的地球物理学家都拥有较丰富的地质知识,很重视地质知识学习。”

著名地震学家,美国地质调查所的Walter D. Mooney(上面提到曾经应邀到学校地球科学院暑期讲学)和岩石物理学家美国普渡大学的Nikolas I. Christensen两人1995年联合发表在美国地球物理研究固体地球上的论文:《Seismic velocity structure and composition of the continental crust: A global view, JGR., 100(B7):9761-9788》就是一篇地震学科综合地质学研究成果的经典论文。论文成果涉及五个构造类型:地盾与地台,造山带,大陆岛弧,裂谷,伸展地壳。他们利用全球562条地震折射剖面(中国25条)和3000多个岩浆岩与变质岩样品在定压1GPa波速测量与配套样品的化学成分综合研究结果,获得了全球大陆地壳的速度与成分结构分布。可以设想,如果没有3000多个岩石样品的岩石矿物化学数据及构造地质学知识,地震反演算法再先进也只能获得非唯一性的全球地壳的速度结构。为此,我真诚地希望我们地球物理专业师生要高度重视地质知识学习,为地球科学知识创新及国家经济和社会发展做出自己努力与贡献。

2024年5月22日策划,6月10日完成



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