趙國春:重建超大陸的中國科學家

趙國春院士總是說自己並不是非常聰明，只是非常勤奮和專注。就是這個在自己眼中不是「非常聰明」的人，率先提出全球大陸在20億—18億年期間相互拼合形成一個超大陸。在近40年的學術生涯裡，趙國春秉持著對地球科學最純粹的熱愛，憑藉著一以貫之的努力和堅持，潛心鑽研，勇於創新，在前寒武紀地質和超大陸演化研究領域，發出了屬於中國科學家的聲音。生長在遼寧省岫巖大山中的趙國春，自小也是一個愛看星星的孩子。聽著牛郎織女的故事，頭頂上的浩瀚星空，在他看來，既遼闊又神秘。可是這個喜歡星星的孩子卻在很長時間裡都想不明白「一加一為什麼要等於二？」沒了脾氣的老師萬般無奈，只好讓哥哥將他帶回家。等到他再次回到課堂，已經是三年以後了。10歲的趙國春在學習上終於「開了竅」，從小學到中學，他一直名列前茅，最終順順噹噹地考上了長春地質學院（後併入吉林大學）。趙國春的高考志願表上，一水兒地填報著「地質學院」和「地質學系」。不過，這份難得的執著並非出於對地質學的了解和熱愛。就在趙國春趕往岫巖中學填報高考志願的山路上，他偶遇了一位正在工作的地質隊員。這位地質隊員告訴他，學地質，將來畢業以後工資會高一級，更重要的是，如果畢業的時候還沒有「對象」（女朋友），國家還負責分配一個，這個對象「當然也是大學生」。趙國春興衝衝地前往長春地質學院報到，車站裡負責接新生的學長聽了他選報志願的原因，笑到肚子疼：高工資已經成了過去式，至於分配對象——「你想啥呢！」滿懷的熱望被兜頭澆了一盆冷水，趙國春沮喪至極，「甚至都有了回家重新參加高考的念頭」。沒想到，第一堂《普通地質學》聽下來，趙國春就被「震」了：原來地質學不僅僅是進山找礦，更是一門關於地球、太陽系，乃至整個宇宙的科學。他第一次感受到，在浩渺的宇宙中，人類其實是多麼渺小，還有那麼多的未知在等待著他去探索發現。「要想在地質科學研究中有所成就，必須要掌握一門外語。」本科四年，趙國春有一半的時間都在學習英語，他讀完了圖書館裡能找到的專業方面的英文資料，還廣泛閱讀了《紅與黑》《安娜·卡列尼娜》《三國演義》《水滸傳》等名著英文版。閱讀開闊了他的眼界，更讓他找到了自己的興趣所在：「從事地質研究一定要勤奮努力，更要有興趣。有了興趣才會去思考和發現尚未解決的科學問題，才會專注於一個領域潛心研究，最終有所收穫。」1988年，趙國春在長春地質學院獲得了碩士學位並留校任教；1996年，已經晉升為副教授的趙國春遠赴澳大利亞，在科廷大學攻讀博士學位；2000年，趙國春在香港大學從事博士後研究工作。
美國作家馬克·吐溫曾說，人一生中有兩個日子最重要，一個是出生的日子，一個就是確定了人生目標的日子。自從確定了自己的人生目標，趙國春就從未偏離。在科廷大學求學期間，留學生紛紛去打工以貼補家用，趙國春卻把所有的時間都用來學習和研究，甚至吃住都在辦公室裡。讀博期間，他先後發表了13篇規格較高的學術論文，這個記錄在科廷大學至今可能無人打破。趙國春常常說，從事地質研究，不需要特別聰明。他所謂的「不是特別聰明」，更多的是「八風不動」的守拙和堅忍。「只要確定了目標，人生什麼時候開始努力，都不會晚。」在趙國春看來，人生的起跑線就在腳下，只要願意，隨時都可以起跑，「最重要的，是在每一個階段，做好自己應該做的事情。」
踏踏實實地，專注於自己感興趣的領域，做好每一件事情。趙國春正是秉持著這樣的信念，在學術之路上行穩致遠。多年來，他一共發表學術論著350篇，他引總數已經超過33000次，其中第一/通訊作者SCI論文111篇，他引16033次，2014年至2019年連年入選科睿唯安（湯森路透）「Highly Cited Researchers」（高被引科學家）。2004年，趙國春獲得海外傑出青年基金，2014年獲得國家自然科學二等獎（排名第一），同年當選美國地質學會會士，2016年獲第29屆Khwarizmi國際獎（一等獎），2018年獲世界科學院TWAS獎。
在科廷大學讀博期間，趙國春第一次聽到了「超大陸」的概念。在地球演化到某一階段，所有大陸板塊會匯聚到一起，拼接成一個巨型大陸，這就是超大陸。超大陸拼合形成之後，會發生裂解，再度分裂成若干板塊。在漫長的地質年代裡，目前被地質學家廣泛接受的超大陸有三個，分別是在18億年前形成的Columbia（Nuna）超大陸、在10億年前形成的Rodinia超大陸和2.5億年前形成的Pangea超大陸。上世紀90年代，Rodinia超大陸剛剛被發現不久，被當時的人們視為最古老的超大陸。西澳大學、科廷大學、德克薩斯大學Austin分校建立了研究該超大陸的構造中心，吸引了全球頂尖學者前往交流合作。了解到Rodinia超大陸正是在全球規模的格林威爾期碰撞造山事件中聚合而成的，趙國春認識到陸-陸碰撞造山帶在超大陸聚合過程中的重要性。幾年前在中國華北中部發現的一條陸-陸碰撞造山帶，此時在趙國春的眼前又清晰起來。攻讀碩士學位時，趙國春在導師賀東興教授的指導下，在冀東地區研究變質巖。1994年，趙國春參與著名變質地質學家盧兆良教授領導的地礦部重大基礎研究項目，將研究工作範圍擴展到五臺-恆山-阜平一帶。在項目執行期間，他注意到了一個奇怪的現象：冀東地區和五臺一帶的麻粒巖，礦物種類完全一樣，礦物生長方式卻截然相反——冀東地區的麻粒巖裡，紅色的石榴石圍繞著白色的斜長石或黑色的輝石生長，俗稱「紅眼圈」；而五臺一帶，卻是白色的斜長石和輝石交生體圍繞著石榴石生長，呈現出「白眼圈」。再向西，在內蒙古武川、固陽一帶，又出現了「紅眼圈」。這種帶著「白眼圈」結構的麻粒巖，在喜馬拉雅、秦嶺-大別和歐洲阿爾卑斯造山帶中廣泛存在，它反映出巖石所處的環境曾經發生過板塊碰撞俯衝後迅速向上折返的構造過程。在經過大量的採樣、分析、對比和綜合研究後，趙國春等人在華北中部確定了一條近於南-北向展布、長達1600公裡的喜馬拉雅型陸-陸碰撞造山帶。華北中部造山帶形成於什麼時間？究竟和超大陸的形成有沒有關係？藉助科廷大學擁有的當時世界上最尖端最精密的高分辨離子探針質譜儀(SHRIMP)，趙國春最終確定華北中部造山帶形成於18.5億年左右。他據此提出華北基底是由東、西兩個微陸塊於18.5億年左右沿中部碰撞帶拼合而成，完全顛覆了「華北基底是由一個統一陸塊組成」這一傳統認識。華北東、西兩個微陸塊18.5億年左右的碰撞是一個孤立的碰撞事件，還是具有全球規模？如果具有全球規模，是否意味著在Rodinia超大陸形成之前，地球上曾經存在著一個更為古老的超大陸？

趙國春馬上投入了新的研究。在閱讀了海量的文獻資料後，他發現，在21億—18億年期間，地球上各大陸都發生了陸-陸碰撞造山事件，由此形成的造山帶，竟有27條之多！「那一段時間，有多半年吧，人就像是在雲端上。」感到自己正在逼近一個重大的科學發現，趙國春激動得幾乎不能自已。在導師Simon Wilde和Peter Cawood教授的指導下，他靜下心來，認真搜集相關的古地磁證據，結果發現，古地磁資料顯示很多大陸塊體在Rodinia超大陸形成前就已經聚合在一起。「一定存在過一個古元古代超大陸，在它裂解之後，大陸板塊再次碰撞拼合，最終形成了Rodinia超大陸。」在對全球21億—18億年造山帶對比研究基礎上，趙國春於2000年在第15屆澳大利亞地質學會年會上首次提出，廣泛分布的21億—18億年造山帶記錄了全球性碰撞事件，導致全球大陸之間相互拼合，形成一個超大陸，他將之命名為「Hudson」超大陸。

雖然早在1999年10月，趙國春就對這一超大陸的形成進行了全面系統的闡述，並寫成論文寄給了國際著名學術期刊Earth-Science Reviews。但是因為種種原因，這篇論文直至2002年1月才得以發表，同一年稍早已有學者提出了一個類似的早—中元古代超大陸並命名為「Columbia」。為了不引起學術上的歧義和混亂，趙國春最終放棄了「Hudson」這一名字，轉而採用「Columbia」來稱呼他發現的超大陸。J.W. Rogers教授在其著作Earth Science and Human History中寫道：「趙國春及其合作者本可以使用不同名字稱呼該超大陸，但為了避免文獻上的混亂，他們頗有風度地決定採用Columbia並給予不同的年齡和重建模式。」充分肯定了趙國春是該超大陸的發現者之一。

現在Columbia超大陸的存在已被更多地質和古地磁資料所證實，並成為國際地學界一個研究熱點。趙國春等在Earth-Science Reviews上發表的兩篇文章已成為該超大陸研究的經典文獻，他引上千次；他所提出的該超大陸重建方案被Wiley-Blackwell出版的大學教科書Global Tectonics（第三版，2008）採用。趙國春因該原創性研究成果先後榮獲國家自然科學獎二等獎、第29屆Khwarizmi國際獎一等獎和2018世界科學院TWAS獎。

 2009年，趙國春去河南登封參加野外地質考察，在那裡，他和中國構造地質研究的領軍人物、時年70歲的西北大學教授張國偉院士一見如故。其時趙國春已經在香港大學執教多年，在前寒武紀地質研究領域聲譽鵲起。自2003年開始，他將研究重點擴展到華北的東、西陸塊內部，終於在西部陸塊內又發現了一條19.5億年碰撞造山帶，並將其稱為孔茲巖帶。這條造山帶東-西向延伸上千公裡, 將西部陸塊分成北部的陰山陸塊和南部的鄂爾多斯陸塊。結合華北中部造山帶的研究成果，趙國春等人最終提出陰山與鄂爾多斯陸塊先是在19.5億年沿孔茲巖帶拼合形成了西部陸塊，而後在18.5億年又沿華北中部造山帶與東部陸塊拼合，形成華北統一基底。「全球已知的超大陸至少有三個，其中兩個年輕的超大陸的發現都沒有中國科學家參與。現在終於有中國人參與了超大陸的發現，做得好！」說起趙國春的研究工作和成果，張國偉院士振奮不已，他向趙國春熱情地發出邀請：「來西大，我們一起做點事吧！」2010年趙國春被西北大學聘為特聘教授，自此他每年都有三四個月的時間在西北大學培養學生、開展學術研究。西大人身上特有的「不服輸」的勁頭，格外讓趙國春這位直率、質樸的東北漢子覺得「對脾氣」。「西北大學地質學系有很好的學科基礎和平臺，有優秀的學術團隊，更有來自學校領導的大力支持，在這裡一定可以做出很好的研究成果。」2011年10月，趙國春作為首席科學家，以西北大學為依託單位成功申請了國家自然基金重大項目「Pangea的東亞重建」。Pangea超大陸是地球歷史上最年輕的超大陸，形成於2.5億年前，其主體部分的重建有大量可靠的地質、古地磁和古生物證據，因而已得到廣泛認可，但東亞陸塊群在Pangea上的位置卻一直存在爭議。當時已有的重建方案幾乎都認為，東亞陸塊群在Pangea解體前從未成為其主體的一部分。趙國春等人認為，得出這樣的結論，是緣於這些重建方案在提出時，主要是基於上世紀90年代前的研究資料，並沒有納入中國學者近年來有關東亞主要陸塊及其之間碰撞造山帶研究的最新成果。從2012年開始，趙國春作為首席科學家，和黃寶春、李三忠、王嶽軍、董雲鵬等人帶領項目組裡的5支研究團隊，在綜合集成前人研究的基礎上，對中亞造山帶、中央造山系和東古特提斯帶的一些關鍵地段開展了大量的綜合研究，釐定了古亞洲洋、原特提斯洋和古特提斯洋開啟與閉合的位置、時間和演化過程，證實了東亞主要陸塊在2.2億年之前已逐步拼合到Pangea的主體上。趙國春及其研究團隊結合古地磁和古生物資料，利用G—Plates軟體重建了東亞陸塊群從Rodinia超大陸裂解至Pangea超大陸形成的構造演化過程和古地理位置，提出了一個全新的Pangea東亞重建方案：在Pangea超大陸裂解之前，東亞陸塊群已經成為Pangea超大陸主體的一部分。超大陸的聚合和裂解，都是全球範圍內的大事件，對大氣圈、水圈、地圈、土壤圈和生物圈都會產生深刻而長遠的影響，正確重建超大陸，對人類認知地球、實現綠色可持續發展、應對環境變化帶來的挑戰，都有毋庸置疑的重要意義。2017年3月，國家自然基金委組織有關專家對「Pangea的東亞重建」項目結題進行評估，評估結果為「特優」。令趙國春最為欣慰的是，在項目運行期間，一批優秀的中青年學者迅速成長，走向了國際地學前沿。研究團隊發表了SCI論文210餘篇，10篇總結性成果以專輯形式在國際一流地學刊物Earth-Science Reviews上發表。10年過去，趙國春已經「紮根西大」。西北大學全校上下一心，不計個人得失，銳意改革進取的精神風貌深深感染了他，學校對他生活上、工作上細緻入微的照料，校園裡包容、民主的學術氛圍，都讓他感覺在這裡工作得異常舒心，也有信心取得更大的研究進展。

大陸形成與演化機制研究目前是全球地學界的熱點和難點，趙國春將目光投向更久遠更古老的地質年代，期冀著可以在大陸構造研究領域有所突破：「我們要在西北大學建成國際一流的早期地球研究中心，吸引全世界最好的學者來這裡開展研究。中國錯過了板塊構造理論的創建，在新的大陸成因理論誕生之時，我們不應該再次缺席。」

 2018年，趙國春獲得了「世界科學院獎」，在接受媒體採訪時，他說：「本獎不僅會成為我追求我的未來科學目標的動力，也會啟迪我的學生，工作刻苦總會有回報。」自2002年以來，趙國春已培養和正在培養10名碩士、21名博士和8名博士後，其中2人入選「青年千人計劃」、2人入選「優秀青年科學基金項目」，1人獲得「侯德封獎」。「工作刻苦一定會有回報。」這樣的話，所有的學生都從老師那裡聽到過。勤奮刻苦之外，還要堅持。趙國春喜歡唱歌，從樣板戲到周杰倫，再到最流行的網紅歌曲，他都能唱，也唱得很好。學生們都知道，他最喜歡唱的是徐小鳳的《順流逆流》，因為歌詞的意境好：「人生就是這樣，有順境也有逆境，認準了目標，就一定要堅持下去，持之以恆，最後一定會有好的結果。」提起學生，趙國春說得最多的是「好多學生，在某些領域某些方面比我強」，甚至在做學術報告時，他也會時不時停下來，指著屏幕上的PPT向聽眾們介紹：「這個（成果）是我的學生×××做出來的。」就像是老父親「嘚瑟」自己有出息的孩子。生活上有了難處，學業上遇到了瓶頸，學生們都願意找趙國春聊聊。而學生們發現，不管什麼時候給老師發簡訊和郵件，老師一定會及時回復。「老師特別能設身處地地為我們著想，他從來不會把自己的意見強加給我們，而是真正從我們自身出發，給出建議和想法，讓我們自己選擇。」有學生博士畢業，在繼續深造和去大公司大企業就業之間兩難，趙國春就從學生的個人意願、家庭環境、性格特質、人生規劃，甚至是未來生活伴侶的角度出發，再加上自己的人生經歷，和學生一起分析，最終幫助他們做出最適當的選擇。團隊裡每個人的生日，趙國春都記在心裡，哪怕是正在出野外，他也會準備好慶祝的生日蛋糕；學生們有論文發表，團隊一定會聚餐慶祝；而學生們最快樂的記憶，就是陪著「走得很快」的老師一起散步，這時候，老師既會傳授英語學習方法，也會勸說超重的學生「該減肥了」。在學生生活上無微不至的趙國春，在對待學生的學業時，卻選擇了「放手」——盡力培養學生獨立開展科學研究的能力。哪怕是第一次出野外，趙國春也要求學生自己獨立做出計劃，無論是確定考察目的、設定想要解決的科學問題、採集什麼樣的巖石樣品，還是劃定野外調研區域、設置行車路線、確定住宿地點，甚至是出發時間，全部都要由學生自己決定。「有時候設計的路線不合理，路上吃了不少苦，老師也從不抱怨。」

在「放手」的同時，趙國春也密切關注著每一位學生，及時幫助他們規避錯誤，調整前進的方向。學生們發現，一旦確定了自己的研究計劃，老師總會在適當的時間節點，詢問他們的研究進度：「每個人的研究工作在哪個時間應該進行到哪個階段，老師心裡都很清楚。如果我們自己不主動向老師匯報，老師一定會來問我們。」即便是在跌跌撞撞地摸索著前進，學生們的心裡也很安穩，因為他們知道「老師就在那裡」。

在學生們心裡，趙國春是一個兼具東西方教育理念的「家長」，既有西方式的鼓勵獨立，又有東方式的「婆婆媽媽」。學生第一次出野外，趙國春一定會一起去，每個環節都手把手地教，甚至是巖石的英文名稱，也會不厭其煩地一遍一遍拼寫。有一次研究團隊在新疆阿爾泰地區進行野外調查，大家發現了一塊非常典型的巖石，學生們正要動手採集樣品，被趙國春制止了。他希望這塊巖石留在原地，讓更多的人看到，能從中領會到地質的魅力。「那一刻，我們都感受到老師對地質科學發自內心的熱愛。」趙國春常常對學生們說：「如果有來生，我一定還要幹地質。」對科學研究永遠懷著最為純粹的初心和熱愛，是學生能從老師那裡，學習繼承到的最重要的品質。

 從2010年起，趙國春擔任了國際地學主流刊物Precambrian  Research的主編，在完成繁重的教學科研工作之餘，還要花費大量的精力和時間審稿，夜裡兩點以後入睡，已經成了他生活的常態。

當選中國科學院院士，趙國春感到身上的責任更加重大：「科學研究的工作沒有盡頭，當選院士，意味著要做出更多更重大的成果。我們還要花更大的力氣培養年輕人，把他們推向國際舞臺，讓我們的科學事業後繼有人。」