海洋地质与第四纪地质的结合

汪品先

同济大学海洋与地球科学学院，上海 200092

海洋地质和第四纪地质两个学科，在地球科学界都属于“显学”范畴，世界上有不少脍炙人口的期刊，然而将两者合而为一的期刊，似乎只我中国独有，因此《海洋地质与第四纪地质》创刊40周年，特别值得庆祝。这可能和历史有关：中国的海洋地质，很大程度上起始于第四纪地质；而中国第四纪地质的蓬勃发展，也受到了海洋地质的推动。《海洋地质与第四纪地质》几乎是改革开放的同龄人，先从“海洋地质研究”入手再向“第四纪地质”拓展，恰好反映了学科发展的经过。

第四纪研究，可以说是中国海洋地质起步的领域。要问中国最早的海洋地质学家，应当说非台湾大学的马廷英先生（1899—1979年）莫属。他从研究珊瑚礁入手，进而探索第四纪环境演变，仅于1940—1942年间就接连发表了“ 地质时代以降亚洲地理环境的变迁与中国黄土平原的形成”、“亚洲第四纪中叶气候变迁与冰川的原因”和“闽海岸线变异与亚洲第四纪冰川之关系”等文章，从跨越海陆的大视角出发研究第四纪。

在中国大陆，1960年就在长春地质学院设立海洋地质专业，1964年又在南京建设海洋地质研究所的，是地矿系统的业治铮院士（1918—2003年）。他也是从第四纪入手研究海洋，到80年代还在和何起祥教授等一起，探索南海岛礁的第四纪地质与碳酸盐地层[1]。中国科学院的秦蕴珊院士（1933—2015年），是我国从海洋沉积宏观角度研究第四纪地质的先驱者，早在1963年就发表了“中国陆棚海的地形及沉积类型的初步研究”[2]，为我国海洋沉积学首开先河。后来在多部专著中，他继续与合作者一起根据沉积分析的结果，讨论了不同海区的第四纪地层和环境演变。

随着改革开放，中国的地质科学走向世界，其中起着引领作用的是黄土研究，由刘东生院士带领的黄土专家们率先为中国赢得了国际声誉。然而国际学术界之所以着眼于中国黄土，来源于1970年前后深海第四纪研究的突破，因为深海沉积证实了第四纪冰期旋回受地球轨道驱动，从而确立了气候变化的米兰科维奇理论，而黄土-古土壤序列，正是轨道周期在陆地上最为直观的见证。

这样以黄土为媒介，中国的第四纪研究很快就和深海研究联系起来。1985年中国科学家提出我国争取加入国际大洋钻探，专家组的组长就是刘东生先生[3]。回顾起来，海洋、尤其是深海研究，拓宽了中国第四纪科学的视野，《海洋地质与第四纪地质》创刊伊始就刊载了第四纪大洋沉积分析的结果[4]，绝非偶然。当时的新兴学科古海洋学，起点正是深海沉积的第四纪地质研究。中国的古海洋学研究从南海入手迅速发展，1999年实现我国海区的首次国际大洋钻探，2007年国际第9届古海洋学大会在上海举行，标志着这门新学科在中国发展的成功。不久前，我国回顾参加国际大洋钻探20年的成就，其中很突出的便是第四纪地质和深海地质相结合所产生的科学硕果[5]。

展望未来，世界地球科学在世纪之交发生转型，其任务从资源勘探向宜居环境的维护拓展；同时，我国的地球科学也正在从发展中国家的原料输出向深加工转型，两者都指向地球系统科学的新方向[6]。海洋地质和第四纪地质的接口，恰好是地球科学新方向的亮点所在。地球系统科学的中心就是地球圈层的相互作用，研究的特点就在于不同时空尺度的交叉，而海洋地质和第四纪地质的结合，在时间上是现代过程研究与深时地质的交界，空间上是大陆和大洋的连接，体现了地球系统内的珠联璧合。

然而与40年前相比，今天的研究条件已经大不相同。中国第四纪地质的研究对象，已经囊括从石笋、冰芯到深水珊瑚的全套材料；中国的海洋地质，已经有深钻、深潜、深网 的“三深”手段支撑，运用大洋钻探、深潜技术和海底观测系统进行科学探索。我们的实验设备可以进行各种分析，与40年前不可同日而语。同时，我国丰富多样的地质环境，也为科学创新提供了良好的客观条件，比如华南洞穴碳酸盐的氧同位素测量，已经刷新了晚第四纪中—低纬区气候旋回的国际记录。

发展的关键在于学术思想。近年来，海洋地质和第四纪地质的连接口，已经成为我国地球科学思想活跃的风口浪尖。针对当前全球变暖和碳中和的需求，正在涌现出一系列挑战传统认识的新观点。在水循环的研究中，提出了全球季风、气候系统低纬驱动和南北半球相互作用的认识；在碳循环方面，提出了微生物碳泵和跨冰期的偏心率长周期碳循环新认识。有些新观点尽管今天还不过是星星之火，很可能明天将能燃成燎原之势。

抚今追昔，感慨万千。回顾20世纪80年代南海古海洋学的起步，是向美国拉蒙特研究所要来沉积样品，在英国剑桥大学实验室分析同位素，方才首次得出了13万年来南海的古温度记录[7]。90年代，是借助德国“太阳号”船实现了南海第一个古海洋学航次，方才引来了南海大洋钻探ODP184航次探索东亚季风演变。当初只能依靠欧美的技术手段，今天中国即将全部到位。如今是“万事俱备，只欠东风”，这东风就是学术思想和科研组织。当代中国的海洋地质和第四纪地质学术界，如果能够齐心协力、同舟共济，利用中国优越的地质条件和科研环境，走科学和技术相结合的道路，将已经呈现的学术突破口抓住不放，定能摆脱当科学“外包工”的局面，创立中国学派，问鼎国际前沿。预祝《海洋地质和第四纪地质》在这场新的征程中再立新功！