地学研究迎来变革构建地球系统科学理论

2021-08-03 16:32:25

“上世纪板块构造理论的提出,我们贡献不大;21世纪地球科学进入了‘圈层动力过程整合’的新时代,青藏高原将是我们在地球系统科学取得重大突破的前沿阵地。”近日,中科院院士、国家自然科学基金委副主任侯增谦在第16届青藏高原地球科学学术年会上指出。

青藏高原被称为“世界屋脊”、地球第三极。长期以来,印度—欧亚大陆碰撞、青藏高原隆升及其对环境和人类的影响等,不仅是地球系统科学关注的焦点,更是事关人类社会可持续发展的重要科学问题。而随着地球各系统相互作用研究的深入,地球科学研究已不限于表层地球系统,而是需要整合各个圈层的系统变化,这让研究变得更加“复杂”。

中科院院士、中科院青藏高原研究所所长陈发虎表示,研究圈层相互作用,是将地球深部、浅部、地表和大气结合起来,统筹考虑岩石圈、水圈、冰冻圈、大气圈和生物圈之间的相互作用。

2019年,陈发虎牵头负责“青藏高原地球系统”基础科学中心项目,瞄准高原生长与全球变化双驱动下的多圈层链式响应及影响这一核心科学问题,通过综合集成发展自己的青藏高原地球系统模型,阐明人类适应高原环境的历史与机理,建立青藏高原地球系统科学研究范式,支撑青藏高原地区可持续发展和生态文明建设,服务国家“一带一路”倡议。

“今后还应当纳入人类圈和人类活动,系统地将地质学、地球物理学、地理学、大气科学、生态学与考古学、人类学等多学科联合起来,共同解决青藏高原地球系统演化问题,努力引领地球系统科学的发展。”陈发虎说。

陈发虎表示,青藏高原研究所实际上起到了平台作用,努力争取更多资源、凝聚更多学者,协同攻关,共同推进青藏高原地球系统科学的国际领先研究和服务国家青藏高原战略的双安全需求。

基础研究要引领国际前沿。新一轮科学理念的发展,必然带来新的范式和新理论的变革。在侯增谦看来,青藏高原具有强烈的多圈层相互作用和广泛的资源环境效应,是构建地球系统科学理论、实现21世纪地球科学理论新突破的绝佳试验场。

侯增谦表示,地球系统科学研究势必引起地学研究范式的变革,带来更精细、多尺度、模型化、注重耦合的科学研究模式。这需要每个从事地球科学研究的人认真思考:如何实现跨维研究整合,打破时空尺度、跨越固体—流体圈层,应对不同空间在不同时间尺度上的关联这一挑战,通过数据—模式驱动科学研究体系引领圈层动力过程新的科学研究范式。

基础研究如何服务国家重大战略?这也是此次会议中诸多专家关心的重要问题。

中科院院士、中科院青藏高原研究所学术副所长丁林指出,青藏高原及其周边组成的地球第三极是我国生态安全、水资源安全、国土安全屏障,也是我国战略资源储备基地和少数民族特色文化保护地,还是率先实现碳中和的示范区。

“国家重大需求倒逼基础研究。”丁林直言,应该发挥地学人的责任和担当,将地球系统科学研究与“四个面向”有机结合,作出更大的贡献。

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