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李三忠:划分地球板块新格局

来源:科技日报 记者 王延斌 时间:2022-01-10

  李三忠在展示从野外采集的岩石 刘邦华摄

  我们地学人就像是给地球看病的“医生”,通过分析其症状、病史,确保其健康发展。

  ——李三忠 中国海洋大学海洋地球科学学院教授

  前不久,得知自己获得“李四光地质科学奖”后,中国海洋大学海洋地球科学学院教授李三忠第一时间把喜讯告诉了已年近八旬的父亲。他的父亲说:“你与李四光虽从未谋面,却一路受他鼓舞。”

  李三忠与中国现代地质学开拓者李四光的缘分,要从他上学时说起。李三忠不仅就读于李四光创办的学校,还持之以恒地践行着“李四光精神”——科学创新、热爱祖国、勇于创造……

  “从没想过自己能得这个奖,我只是一位普通的地学研究者。”回顾自己的学术生涯,李三忠对科技日报记者说,“我们地学人就像是给地球看病的‘医生’,通过分析其症状、病史,确保其健康发展。”

  扫除传统板块构造理论的“乌云”

  1986年,带着对地质学的好奇,李三忠来到了长春地质学院(现吉林大学),开启了十年的求学生涯。在大学里,他展现出非凡的素描和绘图天分。

  “那时候,师兄们去野外都喜欢带着李三忠,他能吃苦,而且野外地质素描画得非常漂亮。”李三忠的师兄兼硕士生副导师、中国海洋大学海洋地球科学学院教授、海洋科学与探测技术教育部重点实验室常务副主任刘永江说,长期的野外训练,锻炼出李三忠敏锐的观察力。“他能察觉出石头外观的细微差异,比如颜色、厚度等,他不仅把握得准,而且画得快。”

  在后来的科研工作中,李三忠还对比研究过火星、金星和欧罗巴星的地质条件,分析过一块石头的元素含量、同位素组成情况和地质年龄,开展过南海、东海的深水能源勘探……

  在2018年,凭着这股执着,李三忠迎来了自己的“高光时刻”——建立起微板块构造新原理。

  诞生于上世纪的板块构造理论,常被用来解释地球地壳运动的产生原因。根据这一理论,地球表面覆盖着内部相对稳定的板块,这些板块以每年1到10厘米的速度在移动。但学界普遍认为,有三朵“乌云”悬浮在这个理论的“天空”中,即它无法解释板块起源、板内变形和板块动力这三大难题。

  于是,为了扫除“乌云”,李三忠将全球板块划分为1000多块微陆块、微洋块和微幔块,创立了微板块构造理论框架,系统重建了25亿年以来的古海陆新格局,揭示了洋陆过渡带盆地群的多圈层耦合成盆新模式。

  英国杜伦大学教授、国际知名地球物理学家福尔杰评价该成果:“这是一项具有创新性、挑战性的工作,必将使得全球构造研究面貌一新。”

  野外调研时经历“九死一生”

  划分地球板块新格局,只是李三忠学术成果的一部分。

  从业数年,他发表了超600篇论文,其中高质量SCI收录340多篇,多次入选全球地球科学领域高被引科学家名录;2014年,他获得国家自然科学奖二等奖……

  而这背后,是李三忠超乎常人的付出。

  “他是时时刻刻拧紧的发条,不曾松过一刻。”同事们都说,李三忠是单位有名的“拼命三郎”。

  “李老师可以一天不出办公室,没人提醒他,他连喝水、吃饭都记不起来。”中国海洋大学副教授、李三忠的学生索艳慧说,恩师的“废寝忘食”,让她既钦佩又无奈。“我们放假前会给李老师买

  一箱泡面,因为他假期也会一直在办公室,泡面就是他的午餐。”

  2013年,45岁的李三忠成功申请到国家杰出青年科学基金项目,这是他第7次申请。回忆起最后一次申请前的冲刺时光,索艳慧至今记忆犹新。

  “当时,我们和李老师一起熬夜写材料,从晚8点写到第二天早8点,只有他还保持着清醒,边逐字修改边跟我们交流,而我们早就困得横七竖八了。”索艳慧回忆道。

  “那次申请是一场磨炼。”李三忠说,“申请之前和之后的我是不一样的,这个过程是一笔宝贵的财富。”

  这份吃苦耐劳,源于李三忠性格中的坚韧。他戏称,野外多次“九死一生”,这些经历把自己磨成了一块“石头”。在出野外时,他曾从山路跌落至陡崖下,也曾被手指粗的树垛尖刺穿手背。

  最危险的一次,李三忠在东北某原始森林出野外,被“草爬子”(蜱虫)叮咬,体内就此留下了伴随终生的毒素。

  想要取得科研成绩,需要野外实践探索,也需要深厚的理论积累。

  走进李三忠的办公室,映入眼帘的,几乎全是书,桌子上、抽屉里、椅子下面都堆满了书。不管去哪儿出差,李三忠都背着书包,里面装着电脑和书,“不背就不踏实”。为了编著《海底科学与技术》系列丛书,他参考了2000多本国内外专著,翻阅了国际最新的专业书籍。

  用“创新拷问”督促学生进步

  “李三忠是一位战略科学家。”这是很多人的共识。

  2016年国务院印发《“十三五”国家科技创新规划》,其提出要加强深海、深地、深空、深蓝四个领域的战略高技术部署。而早在2010年,在美国伍兹霍尔海洋研究所和麻省理工学院交流访学的李三忠,便提出了“四深”的雏形。

  “在美国哈佛大学、麻省理工学院等高校访学考察时,我发现他们研究的落点是人类命运和前途,格局和国内很不一样。”李三忠说,那时为了进一步了解国外研究理念,他主动联系高水平学者和高校进行访学,尝试建立交流合作关系。

  “GPlates(板块构造交互可视化软件)就是李三忠去澳大利亚交流后,在国内推行的软件。当时,国内没几个人会用,他回国后立马派学生去澳大利亚学习。”刘永江说,单位的很多先进技术、经验都是李三忠从国外带回来的。

  2016年,李三忠开始担任海底科学与探测技术教育部重点实验室主任,寻求在人才引进与培养、研究创新与范式变革等方面进行突破。近3年来,他引进了十几名国内高水平海洋地质人才。该实验室科研团队在海底可视化电视抓斗、海洋大地电磁探测系统、大型地震处理软件研发领域实现了重大突破,围绕“两洋一海”基础海底科学问题取得了具有国际影响力的成果。

  “广阔的科研视野和深厚的理论基础,能帮年轻人更深入地了解专业、未来更好地服务国家。”2020年,李三忠主动联系教务处,为本科生开设了通识课《海洋大历史》,以拓宽学生的视野,帮他们养成批判性思考的能力。

  每个周末,李三忠都会去实验室“查岗”,以了解学生的科研进展,问问他们“最近搞了什么创新”。“李老师的督促就像一双有力的大手,推着我们去思考、进步。”李三忠的学生说。

  这个闻名全院的“创新拷问”,是李三忠跟自己老师学的。从李三忠做博士后一直到现在,自己的老师、中国科学院院士张国伟常这样问他。“它逼着我不断深入地去思考,不敢停下脚步。”李三忠说。

  谈及未来,李三忠说,近5年是机遇期,自己要带领团队成员做两件事,一是面向国家“双碳”战略,构建地球无机碳循环与构造的关联,以地球系统科学理念创新发展“碳构造”;二是面向国民经济主战场,利用数字孪生技术发展数字预测、智能勘探,推动孪生地球数字革命、勘探与研究范式的双重变革。

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