南极拾荒

2008-04-07 07:34
走近科学 2008年4期
关键词:企鹅南极教授

一位领导说,早知道你研究这个,就不让你们去了。

2007年,国际极地宣传年,11月12日,中国南极考察队开始了第24次南极科考。当考察船缓缓驶离上海港时,有一位科学家心情久久不能平静,他就是中国科技大学教授孙立广。

大器晚成

9年前,孙立广开始了他的南极之行。回来后,他开创的企鹅粪土考古法的研究成果在《自然》杂志发表,成为中国人在世界权威科学杂志发表的第一篇南极论文。《自然》杂志这样评价说:在不久的将来它很可能形成某种活跃的研究领域(图1)。

现在他的极地环境研究室很容易申请到南极科考的人员名额,而在9年前,孙立广第一次南极之行却颇费了一番周折。

1998年春季的一天,中国科技大学的孙立广教授像往常一样在备课,一个学生打来的电话,打破了他平静的生活。

孙立广:当时他打电话给我,有参加南极科学考察的机会,真是有点喜出望外,我做梦也没想到过能去南极。

孙立广非常兴奋,他搞了20多年的地球化学研究,觉得自己所从事的研究很难再出大的成果了。所以,当赴南极考察的机会出现在面前时,不禁为之一振,这很可能会成为他开启全新研究领域的一次宝贵机遇。但按照规定,超过55岁的科学家不再派往南极考察,当时的孙立广已经53岁,虽然没有超龄,但他从来没有从事过南极研究,所以他的申请迟迟没有被批准下来。

孙立广:人家凭什么让你去?你没有搞过南极研究,而别人都研究了十几年了。

孙立广的南极之行遇到了阻力,这不仅没有让他退缩,反而激起他和他的学生赵俊林更大的决心。赵俊林甚至夸下海口:他们的研究成果很快就会在国际权威学术杂志上发表。

孙立广:我回想起来觉得真是大话,但上面终于承认了我们要做的工作,让我们去了。

夸下的这个海口实现了孙立广南极之行的梦想,但也让他感到巨大的压力。当时中国南极考察的研究门类涉及几十个学科,每个学科都已经取得了一定的成绩。孙立广和学生赵俊林申报的南极科研项目只不过是把在陆地的研究方法拿到南极而已,虽然成熟,但不是一个全新的领域。重复别人的工作是没有意义的,况且孙立广没有资金,没有设备,怎样才能做出与别人不一样的工作呢?思考了很久的孙立广,终于琢磨出了一个让人意想不到的研究课题。

孙立广:当时沉积物的各种各样载体都研究过了,但企鹅粪没人研究过,当这个想法从脑子里跳出来时,真是热血沸腾,我希望能够在这个臭气熏天的粪土中做出有分量的工作来(图2)。

当兴奋不已的孙立广把自己的想法给周围的人一讲,却被泼了一盆冷水。大家哈哈一笑:一堆企鹅粪有什么研究价值呢?

孙立广:我的一个老朋友告诉我,说那个粪的成份大家都知道,不就那一套吗?还有一位领导告诉我,早知道你研究这个,就不让你们去了。

孙立广参加的是我国自1984年长城站建站以来第15次南极考察队。带着人们的猜疑,带着自己别出心裁的科学课题,孙立广登上了南极大陆,当天下午就到了企鹅岛。

柳暗花明

孙立广:听了小企鹅的叫声,听了老企鹅的嘎嘎声,感到非常激动。但我知道我不是旅游者,不是去欣赏,我是带有责任去的。但让我大失所望,因为企鹅粪被风雪雨水像扫垃圾一样,全部扫到大海里去了。

如果找不到企鹅粪,原来的思想不就泡汤了嘛?不就成为一句空话了吗?

孙立广在他的南极科考日记里,描述了他当时失望的心情:找不到粪土层,原来的设计便成了无米之炊。赵博士与我都很沮丧,第一项我们报以很大希望的研究设想即便没有泡汤也基本搁浅了,我们只能自我安慰着或许柳暗花明,在另一个所在无心插柳柳成荫呢!但是实际上我们已经失去了信心。那个晚上我俩第一次沉默了。

100天的南极考察时间,第一天的现实就把临走前的旦旦信誓击得粉碎,以后的99天里,孙立广能否重振精神去寻找开启自己命运的南极大门呢?

孙立广出生于文人世家,从小喜欢天文的他却选择了理科。1964年,孙立广到南京大学地质系读书,和地质打上了交道。

然而,大学4年始终没有让孙立广喜欢上地质。但在毕业典礼上,老教授徐克芹的一席话却影响了孙立广的一生,让他与地质再也没有分开。

孙立广:徐教授说,明年这个时候,你们已经到野外去吹山谷风了,那时候远看是个要饭的,近看是个勘探的,多惨,你还能有豪情吗?如果你那时还能有豪情,就很不错了,如果1 0年以后还有豪情那就有希望了。

在南极,徐克芹教授的这席话依然激励着孙立广,让他在随后的日子里始终没有放弃对企鹅粪的寻找。然而,他们能够找到的企鹅粪土层只有几厘米至十几厘米厚,时间跨度不过50年,这些样品对于研究200年来企鹅数量变化的科学设想没有任何意义。

孙立广:有时候简直觉得自己不行了,但想到徐克芹教授的话,硬撑着把豪情拿起来了(图3)。

时间过去了96天,孙立广寻找企鹅粪的工作仍然没有一点头绪。尽管孙立广和他的学生在温室气体的研究项目上取得了一定的成果,足以交待这次考察活动了,但孙立广始终认为,找到企鹅粪才是这次南极之行的最大亮点。如果成功了,它就是一个新的领域,就像打开了南极大门。

距离离开南极只剩下短短的4天时间了,就在孙立广准备放弃的时候,事情却戏剧性地发生了转机。

孙立广:那天,我们俩在俄罗斯站,看到他们保存非常好的植物化石和硅化木,就想让俄罗斯人指点一下,那个化石点在什么地方,我们去采一采这个化石去。

没想到俄罗斯的科学家把他们指引到根本就不会有化石的玄武岩地区,而这个地区恰巧是企鹅岛的一部分,只是这里的地势高于企鹅的生态保护区,孙立广没有到过这里。

孙立广:我跟赵俊林漫不经心地走到那儿,一看前面是一个沉积湖。

孙立广:一看到湖就很高兴,为什么呢?有湖就有沉积物,沉积物就像一本书一样一页一页的,上面总是留下一些化石或者生物的痕迹。

孙立广发现,这沉积湖的湖水有些浑浊,闻起来有一股臭臭的味道。湖的旁边就是企鹅的聚集区,孙立广突然意识到,这里会不会就有他们苦思冥想的企鹅粪呢?

厚厚的沉积物果然就是被狂风扫进湖里的企鹅粪(图4)。

孙立广:当时非常高兴,就打了粪土层标本回来,3000年的企鹅历史的序幕就是从这里打开的,所以还得感谢这个俄国人。

震撼发坝

孙立广带着企鹅粪土回到了中国科技大学,在他的心里,这是开启企鹅历史变迁的密码,剩下的任务就是如何解读它们了。

孙立广:从南极观测站带回来的粪土层,把样品按照0.5厘米厚切割,晾干后再送入实验室进行分析(图5)。

这时,满怀信心的孙立广又遇到了新的麻烦,他从南极千辛万苦找回来的这些企鹅粪,竟然被实验室退了回来,而理由却是令人意想不到的。

孙立广:因为太臭了,熏得他们提早下班,不做我们的样品实验了。

刘文奇是当年华东地质环境实验室的负责人,为支持孙立广的研究,他决定亲自上阵。

刘文奇:等到一部分样品做出来,发现很多数据相关性非常好,它肯定是某一种东西的存在而造成这个样子,后来我看到他们的文章才知道是因为企鹅数量的多和少造成的这种状况。

得到这样的结果,孙立广非常兴奋,他们决定继续测量最重要的元素氟,元素氟是证明这个粪土样品就是企鹅粪的直接证据。

孙立广:企鹅是吃磷虾的,如果企鹅粪里氟的含量非常高,并且也和这些元素相对应的话,那就妙哉妙哉了。

氟的分析结果将决定孙立广的企鹅粪研究能不能成立。

孙立广:结果很快就出来了,一看这个分析图真是美极了,那一刻我感到震撼。

兴奋不已的孙立广从9种元素变化的轨迹中,找到了过去3000年来南极大陆企鹅数量变化的规律(图6)。

孙立广:感觉到一种特别美的享受,美就是洞穿复杂的一种简单,它就像一点光穿过隧道看到亮,在科学里面我觉得得到自己喜欢的东西一定会经历这个过程。

一个全新的领域诞生,总会伴随着大家的质疑,孙立广的这次发现会不会是孤芳自赏,无人喝彩呢?

孙立广很快将这一发现整理出一篇构想新奇、论据充分的论文。当论文陆续发往国内的各科学期刊时,却被拒绝了。

孙立广:有的人说特别好,有的人说是胡说八道。

这种又好又坏的评价反而让孙立广觉得,他的这项研究虽然不完美,但有值得肯定的地方,于是,他把论文投到国际科学权威刊物《自然》杂志。

两周之后,孙立广就接到了《自然》杂志的回函,《自然》杂志决定刊登他的论文。

孙立广的南极大门打开了,但是人们对他的质疑并没有停止。

孙立广:我的朋友们都是非常好的科学家,他们善意地忠告我们,要考虑可持续问题,用研究企鹅的这套方法,去研究海豹等。我相信,未来几年我会让人们继续理解:原来你们还做出这样的工作,还是可以往下走的。

此后,孙立广的研究从企鹅粪到海豹毛,从南极到北极,再到西沙群岛,整个研究跨及地质、化学、生物、大气多门类学科,南极大门越敞越宽广。

但是说到孙立广,大家还是喜欢把他与企鹅粪联系在一起。

孙立广:他们喊我“南极时传祥”。叫我“掏粪专家”。我说很好啊,我是一位拾荒者,在智者的身后拾遗。

孙立广还是一位非常受学生欢迎的老师,从南极回来后,他在中国科技大学开设的一门新课程《地球科学与极地研究》,成为本科生最喜欢选修的基础课。因为想听这门课的人太多,要听他的课,还要在网上抽签报名(图7)。

在孙立广看来,南极不仅带给他事业的新起点,更是他精神家园中挥抹不去的记忆。

孙立广:南极是我终生怀念、向往与追求的灵魂与精神的住所。也许,我无法逃避“人间”的喧嚣,无法不食人间烟火,但是,我会在喧嚣中体验南极的冷静,我会在人间的烟火中听到冰雪世界传来的和谐、爱的回声。它应该越来越清晰,与这个世界越来越相融。

孙立广在根据他的南极日记整理成的《南极100天》一书中,强烈表达了人与自然应和睦共处的思想。季羡林教授在为《南极100天》所作的序言中这样写道:“我仿佛被孙立广教授带着逛了一趟南极。我的心同孙立广教授一样燃起共鸣的篝火,同他一起思考。我的心同孙立广教授一样在这洁白的宇宙中净化,升华,接受这伟岸的赐予。对他的赐予是来自南极,来自大自然,对我的赐予却是来自孙立广教授。”

孙立广表示,这本书他还会继续写下去,名字就叫《南极100天和极地研究15年》,他希望通过自己的经历把科学发现和创新的方法介绍给现在的年轻人。

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