冬季,廣袤蒼涼的可可西裡無人區,參加第二次青藏高原科考的地質科學工作者正在通過深地震反射的地球物理技術,來獲取青藏高原北部深部結構的高解析度數據,從而為揭示青藏高原北部精細深部結構和研究青藏高原隆升機制提供重要依據——
不久前,《西藏新聞聯播》播放了一則有關第二次青藏高原科考隊的報導:由中國地質科學院地質研究所研究員盧佔武率領,中山大學、中石化石油工程地球物理有限公司南方分公司100餘位隊員組成的科考隊,在藏北可可西裡無人區首次獲得了該地區的高解析度深地震反射剖面數據。2020年12月15日,記者來到中國地質科學院地質研究所,見到了科考隊負責人盧佔武,以及兩天前剛剛從青藏高原可可西裡回來的程永志、吳國煒等科考隊員。
「切開」青藏高原
探查巖石圈精細結構
「我們承擔的是第二次青藏高原綜合科學考察研究任務七『高原生長與演化』中的一個專題——關鍵地區巖石圈精細結構與淺部響應,目的是採用先進的地球物理探測技術揭示青藏高原巖石圈精細結構與淺、深構造關係,研究殼幔構造的深部動力學過程及其對第三極重大事件的制約和影響。項目2019年年底開始啟動,為期5年,將重點在可可西裡、祁連山等藏北無人區、喜馬拉雅南坡和南迦巴瓦等區域,開展綜合地球物理、構造地質、地球動力學模擬等綜合考察研究。」盧佔武告訴記者。
盧佔武,中國地質科學院地質研究所巖石圈研究中心主任,師從中國科學院院士高銳,主攻深部地球物理探測和地球動力學研究。「我們的專題將選取可可西裡、南迦巴瓦、南亞通道3個關鍵地區,實施深地震反射、寬頻帶地震、短周期密集臺陣、大地電磁的考察,揭示巖石圈三維結構。」面對一幅青藏高原地形圖,他用手指從可可西裡往南向南亞通道重重地劃了一道線——「這就是要完成的穿過青藏高原的大剖面,中部這段前人已經做過,已有詳細的數據,我們要進行的是高原北部的可可西裡剖面和高原南部的南亞通道剖面。同時在青藏高原東部的南迦巴瓦關鍵區進行殼幔三維結構的地球物理考察。」
據介紹,深地震反射剖面好比是為地球做「CT」,主要通過解譯近垂直地震反射數據從而獲得有關反射界面形態的詳細資料,是當前國際上探測地殼結構最有效的地震探測方法之一。
科考隊員在可可西裡應用大功率鑽機實施鑽井。供圖:盧佔武
在可可西裡關鍵區,科考隊將完成近400公裡穿過可可西裡無人區—崑崙山—祁連山的深地震反射剖面,同時沿反射剖面布設25臺寬頻帶地震儀、短周期密集臺陣觀測儀400臺;在南亞通道關鍵區,將布設400臺短周期地震儀器跨越喜馬拉雅山帶,完成長度約200公裡的短周期密集臺陣剖面。這些剖面完成後,再結合以往在喜馬拉雅、拉薩地體、羌塘地體的工作,最終形成一條南北向近2000公裡、「切開」青藏高原的高解析度地震剖面,從而支持相關研究,在巖石圈結構精細探測基礎上,構建新的地球動力學模型,提升我國學者在青藏高原地球動力學國際研究中的地位。
走進可可西裡
挑戰無人區的極端艱辛
「這個冬季我們已完成可可西裡西藏境內近180公裡的剖面。」高大健壯的程永志介紹說。
2020年10月,地質所青藏高原科考項目組來到遼闊壯美的可可西裡。此時,可可西裡已早早進入寒冷的冬季,大風猙獰呼嘯,飛雪不時地造訪。「真是特別的冷。在這裡,厚厚的羽絨服就像一層布,一吹就透,外面必須再罩上厚重的軍大衣。」程永志告訴記者,但也只能是這樣的天氣,人們才能進入工作區——夏季,凍雪化後滿地泥濘,到處都是沼澤,車輛行駛異常困難。
「更難受的還是呼吸不暢等高原反應。由於空氣稀薄,氣壓偏低,人們快走幾步都感覺費勁,更別說還要幹活,布點、放線、採集數據……而且,那裡的沸點只有80多攝氏度,這麼長時間,我們就沒吃過完全煮熟的飯。」 看見記者疑惑的目光,程永志補充了一句:「我以前比這還胖,這70天,瘦了10多斤。」
程永志是博士,吳國煒是碩士,即便是盧佔武,也剛剛過了40歲,都是精力充沛、熱情高漲的青年。再冷再苦,也擋不住他們雀躍的心。開車行進在雄渾蒼茫、平坦開闊的荒原,他們戴上墨鏡在車裡高歌,揮舞著手臂向遠處和緩延綿的雪山打招呼;在多格錯仁強錯湖邊,他們迎著刺骨的大風,把軍大衣敞開,跳起颯颯的舞蹈,轉身,揚手,厚實的軍大衣便在可可西裡天然鼓風機的幫助下,像鬥篷那樣飄動起來。程永志特地給記者放了一段他們拍攝的視頻,「效果不錯。」他得意地說。
然而,可可西裡科考任務給予他們的閒暇並不多。在吳國煒等人拍攝的照片裡,身著紅衣的科考隊員們測量定點,布設大功率鑽機鑽井下藥,放線、拉線,用儀器接收數據,忙碌得不像是身處空氣稀薄、舉步維艱的高原;而背景中斑駁的雪原、板結的泥地、一片一片冰凍的沼澤,又明明白白地告訴人們,地質科學工作者就是在這樣惡劣的環境中,一步一個腳印地完成著自己的使命。
2020年11月29日,部分科考隊員在冰凍的鯨魚湖面上合影。供圖:盧佔武
10多年前,負責國家深部探測專項西藏剖面野外工作的盧佔武就曾在藏北羌塘無人區野外經受了長達7個月的艱苦磨鍊。問及這一次與當年經歷對比的感受,盧佔武的回答出人意料:「在可可西裡,我腦袋裡面最大的聲音就是,再也不想來了!」 不過,說是這樣說,面對這兩個多月的出色成果,盧佔武又興致勃勃地與程永志等人商議起春節過後再上高原的行程和工作計劃了。
揭開高原奧秘
需要各學科從攜手到融合
說起第二次青藏高原綜合科學考察,人們並不陌生。2017年8月19日,第二次青藏高原綜合科考在拉薩啟動,對青藏高原的地質、水、氣候、生態、災害、人類活動等進行考察研究,揭示青藏高原演化過程與機制及其對人類社會的影響,這是時隔40多年再次啟動青藏高原綜合科考。啟動當天,習近平總書記發來賀信,希望能通過這次科考,「著力解決青藏高原資源環境承載力、災害風險、綠色發展途徑等方面的問題,為守護好世界上最後一方淨土、建設美麗的青藏高原作出新貢獻,讓青藏高原各族群眾生活更加幸福安康」。
2019年10月,中國地質科學院地質所科考項目所屬任務七「高原生長與演化」,正式通過立項評審,該任務由三位中國科學院院士領銜,其科學目標是揭開高原形成與環境、生物協同演化之謎。
印度板塊與歐亞板塊碰撞後,大陸仍然在發生強烈複雜的縮短和旋轉變形,形成高原和高山,出現大規模巖漿變質作用,形成豐富的礦產資源,且地震頻發。原因是什麼?
大陸巖石圈俯衝和高原隆升的過程是怎樣的?這樣的地質學大事件對青藏高原乃至周邊環境產生了哪些影響?青藏高原至今仍在持續北向生長的演化機制、過程和方向是什麼?
可可西裡地表那些斜向尖利巖石出露的背後有著怎樣的地球動力學因素?
「青藏高原是科學家探尋印度板塊與歐亞板塊碰撞奧秘的『聖地』。」在盧佔武的內心,這些大大小小的問題一直都在召喚著他,他希望自己和同事能夠利用深地震反射剖面這項國際公認的地球物理先鋒技術,與其他學科的科學家攜手合作,共同揭開青藏高原的身世之謎。
「能夠參與第二次青藏高原綜合科考,我感到非常榮幸,也受益良多。」盧佔武打開手機相冊,向記者講述自己帶隊考察的見聞和體會,「最深切的感受是自然科學必須來自扎紮實實深入實地的探索,而地球系統科學的發展則為揭示青藏高原資源環境生態演變乃至了解整個地球提供了方向和路徑。未來我們需要更加關注各個學科的交叉、融合,關注地球大數據的深度關聯和綜合發掘。」
「科學的出發點和落腳點都是要促進人與自然的和諧共生。」在盧佔武的手機裡,還藏有許多可可西裡野生動物的照片,有野犛牛、藏野驢、藏羚羊,還有狼。「無人區,是人類的禁區,但並不是生命的禁區。在這片高原淨土親眼看到這些自然狀態、無拘無束的野生動物,是幸運,也是啟迪。」
原標題:《他們為可可西裡做「CT」》
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