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朱立平:倾听高原湖泊“芯”里话

科技日报 2021-07-19 作者:杨 雪

  

  受访者供图

  出野外尽管辛苦也很危险,但收获极大,是科研生涯的宝贵经历。在综合考察队中,往往有气象、地质、地球物理、地理、动植物等不同专业的队员,和他们开交流会特别能扩展自己的知识面。

  朱立平 中国科学院青藏高原研究所副所长、研究员

  近日,长江源区过去近1万3千年古气候变化记录得以重建。研究人员利用青藏高原中部唐古拉山区赤布张错湖泊岩芯沉积物的多指标数据分析得出:该区域经历了从冷干到暖湿再到凉干的过程,目前呈现暖湿化趋势。

  这是中国科学院青藏高原研究所副所长、研究员朱立平带领团队成员完成的科研成果。朱立平告诉科技日报记者,简单描述他的科研工作,就是到青藏高原的湖泊上打回岩芯,然后全面地研究这些岩芯。

  西藏纳木错上的好“船夫”

  采集岩芯是一个听起来很酷炫的“户外项目”。

  在广袤壮美的青藏高原上,乘坐橡皮艇来到湖中央,爬上用浮筒或者浮箱搭建起来的约十几平方米大、可载重3至5吨的作业平台,把活塞采样器放下水,穿进湖底的泥里,然后得到一个岩柱。用活塞采样器打岩芯,最长可以打到30米,再长就要用到机械钻探设备。

  不过,实际操作并不如描述那般顺利。

  “2008年9月,那次是和德国科研人员合作,在西藏纳木错,我们团队3个人和3个德国人一起坐船。去程风平浪静,从营地到作业平台只用了1小时,但完成作业后要返回时起了大浪。”朱立平说,当时平台被大浪掀起,人在上面根本站不住。

  回程的3个半小时,可能是这6个人人生中过得最长的3个半小时。“船是呈45度角‘切’着浪走的,我的学生在船头拿着盆不停往外舀水,我在船尾开船,全程船上没人说话。”朱立平说,遇上这种情况,最怕发动机熄火,给油要恰到好处,油加太多会“憋死”,油不够又会熄火。说到此处,朱立平流露出对自己开船手艺的一丝得意。

  6个人回到岸边营地,已是下午6点多。他们的冲锋衣、抓绒衣、秋裤等里里外外的衣服全部都湿透,与刚从水里捞出来无异。朱立平说,幸好大家穿得多,幸好风浪之后出太阳了,不至于失温。“后来,我们赶紧钻进睡袋哆嗦了半个小时,才缓了过来。”他回忆道。

  人们印象里静谧的高原湖泊,竟如此凶险。朱立平的开船技能,在20多年的乘风破浪中,变得愈发熟练。

  研究古气候和现代湖泊

  取之不易的岩芯,就像尘封在湖底的年轮,记录着沧海桑田的变迁。

  “把岩芯纵向剖开,先观察它的颜色、纹理等,做一个岩性的初步判断。然后进行X光扫描,看它的密度、元素含量、磁化率等。磁化率高的部分一般表示当时的气候偏温暖,磁化率低就表示偏寒冷。”朱立平说,一般我们还要做孢粉、生物标志化合物等指标分析,如果岩芯的某段扫描指标呈现出比较明显的变化,就在该段加大样品的取样间隔、提高时间分辨率。

  青藏高原的湖泊沉积物有着自身的特殊性。朱立平说,冰川融水等过程,可能把更古老的碳搬运到湖底沉积下来,所以用常规碳14方法测年后,还要用铯137和铅210两种放射性同位素测年,进行矫正,排除老碳效应。

  从岩芯中寻找证据、利用“蛛丝马迹”做古气候研究,现在这只是朱立平科研工作的一部分。在第二次青藏科考中,一个关键任务是回答被称为“亚洲水塔”的青藏高原有多少水。“亚洲水塔”的水有三种相态,固态的冰川、气态的水汽和液态的湖泊。朱立平的测湖工作也由此展开。

  青藏高原湖泊面积47600多平方公里,占到全国湖泊面积的一半以上。朱立平说,用遥感技术可以知道湖面有多大,但湖水多深不知道,湖水是淡还是咸也不知道。所以,就要测量这些湖泊,进而掌握储水量、水质等数据;再通过进一步的研究,就能够预测这些湖泊未来的变化。

  目前,第二次青藏科考的测湖工作已经实测湖泊32000多平方公里,测得储水量8000多亿立方米,其中淡水只有10%左右,大部分是微咸水。纳木错是青藏高原上储水量最大的湖泊,相当于两个半三峡水库。

  “那最深的湖在哪儿呢?现在类似这些‘之最’问题都可以回答了。”朱立平告诉科技日报记者,青藏高原上最深的湖是位于西藏那曲地区尼玛县的当惹雍措,深度为214米。

  受全球变化影响,青藏高原上的湖泊正在扩张。“我们的同事曾在2016年预测,到2025年青藏高原湖泊面积将增加4000平方公里,现在它已经增加了近2000平方公里,预测基本准确。”朱立平说,到本世纪中叶,这些湖泊仍存在扩张趋势。这种扩张改变了水循环,对我国东部降水格局有很大影响。

  因一本科普书走近地理

  朱立平深深热爱着这份能与大自然亲密接触的工作,尽管所学的地理专业并非高考第一志愿。1984年,距离清华大学汽车工程专业录取分数线仅5分的他,被调剂到南京大学地貌与第四纪专业。

  “刚入学的半年,我有些抵触,那时候地理专业比较冷门。直到偶然逛书店买了本科普书《漂移的大陆》,这是本由同济大学教授金性春编写的200多页的小册子。我从下午一口气读到晚上,熄灯后还打了2小时手电把它全部读完了。”朱立平说,这本书激发了他对地理的兴趣,所以他一直特别重视科普。

  朱立平还记得,大学4年他每年都出去实习——去宜兴看喀斯特地貌、去太湖看湖泊地貌、去三峡看断裂活动构造、去庐山进行综合自然地理实习看土壤和植被……在实地野外考察中,朱立平愈发被大自然的鬼斧神工所吸引。

  1988年,朱立平进入中国科学院地理科学与资源研究所攻读研究生学位,他的导师是我国去南极考察的第一位中国科学家张青松。“读研第二年,我就去了喀喇昆仑山出野外67天,那是我第一次见到雪山、冰川,第一次跟外国科研人员合作,第一次接触在湖里采集岩芯的工作,当时觉得这种方法真先进。”他回忆道。

  在这次出野外中,朱立平经历了至今令他难忘的一次感冒。在海拔约5000米的龙木措,一个被叫作“死人沟”的地方,因为白天天气热,他兴奋地去水里洗了个澡,但这个地方昼夜温差很大,太阳落山后他马上就感冒了。他至今也想不起来自己是怎么从一个营地转移到另一个营地的,反正一路昏昏沉沉,然后住进队友给搭好的帐篷里,一躺就是两三天。期间,他吃不下饭、起不来身,后来他才知道,这是感冒导致的高原反应。

  朱立平说,出野外尽管辛苦也很危险,但收获极大,是科研生涯的宝贵经历。在综合考察队中,往往有气象、地质、地球物理、地理、动植物等不同专业的队员,和他们开交流会特别能扩展自己的知识面。野外工作任务重,工作类型也杂,队友们得互相协助,这些历练对以后的成长非常有帮助。

责任编辑:王超

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