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科学圈圈坐 7/13 TopazComments>>

发表于 2008-12-28 09:00 | Tags 标签:, ,

简介:Topaz,被松鼠们亲切地称为“偷拍”。其自我介绍如下:“在中科院某所做一个比较失败的博士生,研究方向是地球化学。基本工作是在科学这个大工地里面做些诸如敲石头之类的民工活,简称‘科学民工’。业余研究研究松岛枫和松树会的关系,捏造姬十三和松岛枫的绯闻等。”——最后一条果然不辜负偷拍之名……

denovo: 偷拍你好~~~我对地球化学很不了解,能不能详细说一下你的具体研究领域,对象,方法等等?

Topaz: 总地来说,地球在45亿年的历史中经历着不断演化,而生命也随着地球的演化而演化至今。科学家发现,在20多亿年前和10~6亿年前是两个特殊阶段,地球大气中的氧气含量在这两个阶段分别发生了两次很大的升高。而与这两次氧气升高同时发生了生命的飞跃。20多亿年前的氧气含量升高时期,生命从原核生物进化到了真核生物;10~6亿年前的氧气含量升高阶段,生命从真核生物又进化到了后生生物(动物)。特别是在10~6亿年前这一时期,地球上还出现了超大陆裂解的事件,就是说地球上大陆本来是一整块,然后忽然裂开变成了单独的几个大陆;随后还出现了“雪球地球“事件,也就是全部地球被冰雪覆盖住了,冰盖一直持续到赤道地区。我们研究的对象就集中在10~6亿年前这一阶段,通过对地球残留的信息(也就是石头)采集和分析,研究这一时期超大陆裂解、“雪球地球”、以及生命演化这些事情之间的关系。

denovo: 这个雪球地球听起来很夸张,它和普通的冰川期有很大差别吗?

Topaz: “雪球地球”也是冰川期,不过要恶劣得多。距离我们比较近的有两次著名冰川期事件,一次大概100万年前,北大西洋沿岸的大陆边缘都铺上了厚厚的冰层;另一次在大概21000年前,北美和欧洲的大部分地区被厚达2公里的冰层覆盖,并且导致海平面下降了120米之多,这两次冰期影响了大概30%的地球。而“雪球地球”事件发生在8~6亿年前,冰雪一直覆盖到赤道附近,几乎整个地球都被冰层覆盖。

denovo: 这个时代生命演化有什么特殊和有趣之处吗?

Topaz: 这个时代是地球生命演化最重要的时期。在“雪球地球”之前,地球上只有比较原始的菌藻类、和少量多细胞植物等微观生命。而“雪球地球”之后,生物界忽然发生巨大的变化。在世界范围内地球上出现了宏观生命,特别是具有组织结构和功能划分的后生动物。在我国的华南地区保存了最丰富的这一时期的生物化石,古生物学家们发现了“瓮安生物群”、“庙河生物群”和“蓝田植物群”。这其中最让人兴奋的是在我国南方发现了地球上最早的动物胚胎化石和两侧对称动物。因此可以说这个时期是地球早期生命从简单到复杂进化过程中的一个重要环节。

denovo: 啊,那你们不是爽大了,可以挖到好多鬼子挖不到的东西。你要亲自出去采集石头样品什么的吗?你们去的地方会很特别吗?如果出去的话,主要感觉好玩还是辛苦呢?

Topaz: 石头是当然要采集的,不然我们就无从下手了。而去哪里采石头就跟研究对象有关了,我们的对象主要在南方的山区,比如贵州湖南之类的。现在条件都还不错,出野外考察啥的不算太辛苦,偶尔采样品敲石头的时候会累一些。不过好玩也谈不上,那些山啊石头啊看多了就都那样子。我印象比较深的有一次在河沟边翻石头,刚翻起一块,窜出一条一米多长的蛇,过了一个多小时才缓过劲来。

denovo(擦汗): 本来都想改行去你们专业了,听到这里我决定放弃。对了,刚才你说的超大陆裂解,是在我们所熟知的“大陆漂移说”所提出的各大板块分离成为今天的各大洲之前的事情吧?

Topaz: 其实地球上的大陆经历了不止一次的分分合合,也就是说地球上的大陆经历了多次拼合——裂解的过程。距我们现在最近的一个超级大陆是Pangaea超大陆,大概在3~1.8亿年前,而我们研究的10~6亿年之间那个叫Rodinia超大陆。

denovo(脸红): 唉,接下来我要问一些更弱智的问题了……我不太分得清地球物理和地球化学的区别,是仅止于用不同的方法去研究同样的对象(地球)吗?

Topaz: 这个问题比较难解释,地球物理和地球化学最基本的区别应该还是是用于研究地球的方法和手段,而手段不同的话研究的对象也会有所差别的。我个人感觉地球物理学更擅长研究看不见摸不着的东西,比如地球的构造、地核转速、地幔流动等等;而地球化学更侧重研究具体的对象,比如对具体样品(岩石、水等)的分析。但是事实上,由于现在对地球的认识越来越多,研究手段越来越多,这些概念所涵盖的范围也越来越模糊了。举个很简单的例子,AGU(美国地球物理协会)是现在世界上最有影响力的地学组织,实际上它里面不仅仅有地球物理,也有地球化学、大气科学、空间科学等等。

denovo(脸红): 说到这个我想起来了,好象地球系都有大气天文之类的专业,所以地球化学的研究对象也不仅止于地球了?

Topaz: 地球化学家当然不仅仅研究我们脚下的地球,陨石、月球、火星等都是我们的研究对象。我国探月工程的首席科学家欧阳自远先生就是著名的地球化学家。举个例子,我们怎么样才能知道火星上究竟有没有存在过生命?从火星上弄几块石头或者土块回来直接找蚂蚁化石肯定不行,所以就需要研究生命存在所遗留下的痕迹。通过化学分析可以知道这些火星样品的化学成分,而其中有一些成分的特殊特征只有生命现象才能产生,这就可以证明生命曾经存在。其实NASA最早获得的陨石样品、月球样品都是通过地球化学手段进行分析和判断的。

denovo: 噢。那你们应该改叫星球化学嘛……现在问个惯例问题,你们领域去年有什么特别有意义的进展?

Topaz: 地球化学领域近年来特别有意义的进展大概应该算是量子计算化学的引入和发展。简单的说,地质过程会引起各种元素组份(主要指同位素组成)在岩石、水、大气等物质之间变化,这些变化最早都是利用实验模拟或者经验公式推导出来的。近些年量子计算化学的引入,使我们可以对这些变化做最精确地计算。其使用价值显而易见,比如海水中沉积碳酸盐这种事情,海水温度控制着碳酸盐中碳氧同位素的变化,如果知道温度和同位素变化之间的关系,那么我们只要找到地球任意时期的碳酸盐沉积,就可以推导出当时的海水温度了。这对研究地球的温度变化、历史演化都有很重要的意义。

denovo: 说到温度了历史了,全球气候变化也归你们管吧?这个量子计算化学有没有对全球变暖的研究作出什么贡献呢?你知道,时至今日还是有人坚持全球变暖是个骗局……

Topaz: 这个新方法目前还没有非常广泛的使用,不过它确实具有很好的应用潜力。不过科学家已经有很多不同方法测量古代海洋温度、季风变化等,比如最常用珊瑚/石笋中记录的氧同位素来获得几百年至几万年前的这些信息。很多科学家就发现,在过去几万年间海洋的温度是有周期性变化的,所以就有人怀疑目前全球变暖是地球气候周期性变化的结果,而非温室效应导致的。我个人觉得温室效应会导致全球变暖,但是它是不是目前地球升温的主要原因可能还需要再证实。不过从整个碳循环的角度来说,目前化石燃料的燃烧,将大量有机碳转化为无机碳,这对地球的整个物理化学循环过程确实破坏很大。

denovo: 也就是说,不论温室效应是否全球变暖的罪魁祸首,咱们都不能听之任之,这个看来已经没什么争议了。唉,没有人掐架,这个世界是多么的寂寞啊……

Topaz: 今年也有件很热闹的事情,是关于生命起源的争议。长期以来,生命起源就存在着“外来”和“本地”的争议。德国和美国的科学家总结了前人对海底热泉的研究,并对海底热泉的生态系统进行了系统的化学——地球化学——生物地球化学过程分析。他们提出热泉与地球早期环境非常相似,因此这种生态系统与地球早期生命的形成可能有很大的联系。而西班牙科学家利用最新的速冻技术模拟出外太空的冰,并在其中发现了很多类似生命的构造。因此他们提出设想,既然冰存在类似生命体的形态,那么这些外太空的冰就可能为初始生命提供一个非常好的孕育环境。

denovo(激动地挥舞起荧光棒): 好热闹!这场架似乎还不止一个热点可看啊,除了“本地”与“外来”的分歧,还有“热”和“冷”的差别。我们大家比较普遍接受的想法,是在高温下生命的产生会比较容易,因为反应速度快之类的……在冰里面产生类似生命的形态,这个听起来比较陌生。事实上我一直都以为,“外来”的意思就是在别的星球或者什么地方的高温下发生的生命,落脚到地球而已。这些科学家有没有提出低温下生命形态发生原理的假说呢?和高温下的有差别吗?

Topaz: 其实这些科学家也仅仅提出了一种假设,并没有确凿的证据和理论。他们认为,大自然和生命都具有非常发达的复制能力,那么初级生命与这些外太空冰中形态的相似可能就是相互复制的结果。

denovo: 这样也可以啊……嗯,我期待着他们提出进一步的理论假设,或者找到证据!好了,除了吵架之外,我们最关心的是八卦,你们今年有什么“最轰动八卦”?

Topaz: 还真有一个。美国有个天才的地球化学家,年轻的时候做了点错事,被美国政府关起来,一关就是快10年。这家伙在监狱里估计没事干,尽想科研了,结果最近一被放出来就有很多颠覆性的成果。不过他大概是不好意思,只是在背后指导别人做这些工作,自己不亲自公开发表。

denovo: 啊!我有一个做科研的朋友经常感慨,现在分心的事情太多了,要是有人把他关起来,什么也不能干,只能想科研,一定可以变成大牛。不是传说魏格纳也是生病的时候悟出大陆漂移说的么,看来坐牢生病等限制行动自由的条件是多么有利于科研啊!不过他做的应该是比较理论的东西吧?我们实验科学的同学们就不用做这个梦了……(经过五分钟窃窃私语后)啊啊啊!原来这个大牛我也知道!世界是这样的小,咱们还是就此打住吧。最后,拿张帅哥照出来,让大家看看年轻有为玉树临风并且热爱松岛枫的偷拍到底是什么样子吧!

Topaz: 照片挑张尤抱琵琶半遮面的工作照吧,基本反映了我的工作性质。

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31 Responses to “科学圈圈坐 7/13 Topaz”

  1. cobblest说道:

    偷拍的工作照很帅吗~

  2. Aiger说道:

    面前那一坨颜色迥异的是个什么东西?远古时期掉在那的石头?

  3. Sophie说道:

    是远古掉在那里的一个骷髅。。。
    八错,真是令人羡慕的专业,可惜我这种人一辈子学社会科学,真是狭隘a~
    几十亿里面不知道有多少我们这样的社会来了又去,去了又来。。。

  4. c2blog说道:

    偷拍得了不起,好像是和温总理同一个专业滴?

    • topaz说道:

      我们跟温总理还是有一点点差别的,不像我有个同学在清华是胡总的直系师弟,嘿嘿。

  5. 音之说道:

    我儿时的梦想啊!!!
    走到某个地方敲敲石头摸摸土就得出某个结论!~

  6. 蓝枫说道:

    和石头打交道好啊~~

  7. pitaka说道:

    天天和石头打交道啊!

  8. limbo说道:

    乜时候偷拍组团我们去敲化石:D

  9. 老时说道:

    考古学家

  10. liny说道:

    咿呀咿呀哟

  11. Robot说道:

    这个专业听上去好酷阿。问偷拍一个问题,有没有预测下一个雪球地球时期可能什么时候来临阿?

    • topaz说道:

      这个很难啊,现在的理论都还不成熟,所以没法确定。我个人觉得应该是个很长的历史周期,跟我们没啥关系吧

      • denovo说道:

        我觉得你们做的东西其实都和我们没什么关系,因为你们动不动就上亿年。。。

        • topaz说道:

          这个跟研究对象有关。研究现代的可以用来检测地下水啥的。
          我们实验室有时候就检测海洛因是哪里产的,检测酒的年份、成分啥的,还有医院送来病人的尿样,追踪病况啥的。
          实验室的冰箱里还有几瓶80年代的茅台和洋河大曲,上次不知道谁打了一瓶,好香啊。

          • denovo说道:

            叹息,多可惜啊,还不如偷出来喝了。。。海洛因哪里产的还有区别么?

          • WadeFelix说道:

            我想应该很有区别
            估计缅甸产和阿富汗产还有南美产都不一个味儿

          • denovo说道:

            说的我都想尝尝了。。。这个回复为什么不能接着回复阿?

          • topaz说道:

            不同地区的气候、水土不一样,海洛因也有区别啊。这个跟测葡萄酒的产地一个道理。

          • denovo说道:

            汗,我一直以为海洛因就是一个化学成分……提炼出来了就都一样了

  12. 小姬说道:

    偷拍这张照片充分反映了这个专业很酷!
    我也想当民工……T_T

  13. 摘星薯说道:

    看到"板块漂移"和"只有一块大陆"的之后,就有了一个奇怪的想法:地球以前的表面积是不是只有那"一块大陆"的大小呢?而后地球受到什么外力,比如撞击,撞击者一头扎进地球内部造成地球表面积增大,大陆分离的呢?
    高中上地理课的时候,总觉得现在的南北极以前是赤道,都有可能是撞击点.."一拳打在现北极,拳身尽没" or "一拳打在现南极,显然力量不够"..^^

  14. 摘星薯说道:

    至于 "全球变暖"和"周期性温度变化" 我也觉得 地球上的温度变化是有一定的周期的,我查过一些气象资料,得到一个信息:每次太阳黑子和耀斑爆发后都会对地球随后的温度产生显著影响.地球上的灾难,如:洪水,干旱..也和太阳周期有着一定联系(八卦下:太阳周期是11年左右,而十二生肖和十二星座的产生是8是也和它有关呢?).地球有着一个适合生物生存并且可以自我调节的生态圈(大气、海洋、陆地等),如果太阳爆发并向地球发送了过多的能量,这个生态圈就会自我调节,于是乎自然灾害变得比较频繁:台风次数变多,地震次数变多,干旱洪水更易发生..这个自我调节应该是一种放能现象,放掉多于的能量..
    ^^

  15. arcobaleno说道:

    地球化学还好,我们环境科学就真不知道该干什么了
    鉴于国内形势的悲哀.......

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