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地质学家马宗晋:为大地把脉


http://www.sina.com.cn 2005年12月09日12:23 《人物》杂志

  作者:姬华

  马宗晋是一个用心灵理解大地纹路的地质学家,又是一个用责任把握大地脉搏的减灾专家。面对自然,他以微、宏观兼顾的视角辨析大地的奥秘;面对社会,他用永不停歇的奋斗实践生命与责任的契合。他的贡献和成果既是自然科学与生活科学的辉煌交织,也是他情系祖国、人民的心路历程。

  想“了解”大地就要心甘情愿地“步行”

  马宗晋生在长春。他出生的1933年,日本侵略者侵占我国东北已经3年。上小学时,他只知道自己是“满洲国人”,而不知道自己是中国人。但是,日本人吃大米、“满洲人”却吃高粱米和杂面;学生赛球不准中国学生赢。这些事实使不谙世事的孩子们心中产生本能的不平和困惑。

  

抗日战争胜利的前一年,马宗晋上了中学,日本占领者规定“满洲人”只能上职业中学,马宗晋学的是建筑。当时缺油料,学校就让初一的学生去种向日葵。马宗晋和几个同学暗自商量好,把葵花籽都吃了,把空壳种到地下。一个月不见发芽,日本教官挖开土查看,便把马宗晋和这几个同学集合到操场上,先罚他们无休止地跑,然后命令他们互相打耳光。那次经历,更让他亲身体验到了日本侵略者是怎么欺负中国人的。马宗晋上了一年职业中学,抗战就胜利了,他入了中学。直到这时才知道自己是中国人。这一觉醒,使他萌动了“刻骨热爱祖国,振兴中华为志”的信念。

  马宗晋先就读“毓文中学”,后转入“帝立联合一中”。学校有一位地理老师张明治很喜欢他,得知他很想了解祖国的全貌时,送他一张地图。他立刻去买了一张当时很贵的透明纸,照着地图一笔一画地临摹下来,之后一个个省市地解读,一座座山脉地辨认,一条条江河地记忆。1951年,马宗晋和几个同学结伴来到北京报考大学。当时可填报5个志愿,他在前四个志愿中都填了“地质”专业,只在第五个志愿填了“航空”,他说,万一考不上地质专业,就考航空专业,从天上俯瞰祖国,俯视大地。最终,马宗晋以优异成绩考入北大地质系。1952年,院系调整,北京成立了八大学院,北大地质系遂成为北京地质学院。

  李四光是马宗晋心目中的偶像。1956年他报考研究生,选择的导师是李四光的二徒弟孙殿卿教授,专业是李四光创立的地质力学。他被中国科学院地质所录取,成为中国地质力学的第一个研究生。入学不久,孙老师告诉马宗晋:“李四光老师正在杭州修养,想见见你。”这让马宗晋兴奋不已,他以最快的速度赶到了杭州。李四光先生当时年近七旬,但精神矍铄。他亲切地问马宗晋是哪里人,在北京的生活过得好不好。又拿出一块弯度几近直角的片状石头,问道:“这块硬石头为什么变形?”马回答:“大概是因为岩石长时间受力造成塑性变形吧?……”谈话在一问一答中进行着,很快过了两个小时。这次谈话马宗晋感到弥足珍贵。会见结束时,李四光交给马宗晋一个任务:“从南高峰到北高峰,再到黄龙洞,做个地质剖面图。做好之后再来找我。”接受任务后,马宗晋在五六公里的山脉中迂回、观察,一周内做完了这个地段的地质剖面图。李四光看了非常满意,他从这份图中看到了马宗晋的悟性和在地质研究上的潜力。他语重心长地对马宗晋说:“地质工作比较直观,但也容易流于浮泛与浅薄。从中深思熟虑,发现新的东西并不容易,要搞清其中的道理就更难了!你应该花力气去补学数学和物理。我建议你到

北京大学再学一年,希望你把经典地质学再向前推进一步。”随后,李四光给时任北大校长的周培源写了封亲笔信,嘱托周校长安排马在北大学习数学、力学。

  周培源把马宗晋安排在一个高校教师进修班,其高难程度可想而知。马宗晋说:“我的演算、推导远远跟不上那些老师,我就着重实验,这样接受起来容易些。我数学演算学得不好,但对力学的许多概念有了较多的理解。比如对一块石头进行挤压,什么时候会破裂,怎样破裂;比如把金属材料喷上漆,怎样做成各种各样的形状,力会怎样展露,等等。力学是物理的重要分支,这一年的学习给了我一个很好的力学修养。”

  一年的进修结束后,孙老师又把马宗晋安排到湖北做实地调查。他一到湖北就开始步行,边走边看,从襄樊一直走到三峡(宜昌),整整走了15天!他忍受着劳累、酷热,终于有一天晕倒在一个老乡家的门口。他发着高烧,一直到第二天一早才醒过来。一位老妈妈给他端来一碗热汤,他喝了才缓过劲来。在这段艰苦的行程中,他做了江汉油田构造问题、三峡水坝地质稳定性问题、湖北省全省地质构造等问题的实地考察和研究。

  马宗晋的研究生

毕业论文题目是《湖北中、新生代构造的力学分析,兼论三峡坝基稳定性和江汉平原石油构造》,在论文中他编制了一张1∶200万的《湖北省中新代构造纲要图》。这张图距今已有40多年,但一直是研究这个区域构造、应力场、三峡坝区构造稳定性和区域构造等问题的重要基础,也是研究盖层与基底不协调构造变形的普遍性问题的重要参考资料。马宗晋提出的两组线状褶皱交接联合所形成的菱形网状格局、褶皱轴呈现S型或反S型的规则弯转,褶皱轴直线延伸呈现左型和右型羽状斜列的图像,是构造变形场研究中两组褶皱交接关系的典型性模式,它广泛地表现于国内外地质构造场及地球物理中。这个褶皱联合模式的提出是对李四光先生复合构造和联合构造研究的丰富和推进,有广泛的实用意义。

  从“小现象”入手,他成了“裂缝迷”

  1961年马宗晋研究生毕业后被留在中科院地质研究所从事构造力学研究。他非常注重科学家的科研思路,始终牢记李四光的一句名言:“请看科学发展史中,该有多少重大自然现象的发现,是从对渺小事物的粗略认证开始的。”他要求自己决不放过或忽略任何渺小的现象和动态,要从对小事物的细心观察中找出发现自然奥秘的途径。这个思维方式在马宗晋那次去杭州拜见李四光时就形成了,当时李先生拿一块岩石标本教他由小看大、由观察现象到理论抽象的思维推理方法。起初,马宗晋在教科书中学到了X型共轭节理的力学解释模型,他简直无法想象有几十亿年历史的广阔的地球表面,怎么会有那么规则的力学现象,那么巨大的动力和那么单纯的作用方式?!后来当他到湖北的野外去观察时,看到了间距几厘米、几十厘米的规则的X型节理网络,看到了间距几百米的节理束和间距一二十公里的成组大断裂。此时再次想起导师的名言和点拨,他说:“我真的信服了!这使我着迷。”

  “小现象”即小的构造现象,比如岩石的缝儿,俗称“破裂”,术语叫“节理”,马宗晋在理论与实践的结合中迷上了构造缝的成因研究,并从研究小构造的形成机理开始了他的科研旅程。马宗晋当时在中科院李四光的大徒弟张文佑先生的研究室工作,作为组长,他常带着几个年轻人去三峡、去北京西山,研究小的节理。他们的研究非常细致,常常是在几平方米范围内趴在地上一干就是三四天,几乎把每一条裂缝的形象、距离都描绘出来了。对于裂缝的成因研究,马宗晋如醉如痴,仅在长江三峡黄陵背斜的东南部一个几平方千米的岩层露头上,就进行了96个观察点的素描。平时,他出入公园,观察一处处堆石;去地铁站,观察柱体装饰石板;去北大未名湖畔,总是被湖周围的堆石所吸引;他在所里上班时,走遍了每一个卫生间,目的是察看墙体瓷砖面上的裂纹……因此大家叫他“裂缝迷”。马宗晋不仅到处观察裂缝,还同时着手做各种实验,比如岩石、粘土的力学实验,瓷片、有机玻璃的冲断实验,分析其节理面上规则而美丽的花纹。一次他去天文馆参观,在厕所看到一块窗玻璃被击打后的裂缝,突发奇想:这石子是从外面打的还是从里边打的呢?于是他立刻回到所里,做打击玻璃的实验,在裂面上细看花纹的展布。他发现:尽管花形千变,却都可以追出一个收敛的根点,那就是打击点,并指示出了被打击的方向。实验让他欣喜不已,他说:“科研人的喜悦莫过于原有设想得到证实。”

  马宗晋的小构造研究,主要是研究岩石的节理。从1961年起,他在京西、湖北、贵州、浙江进行了大量的实地观察,为了认识节理的力学性质和分期、配套关系,为了验证节理定性结论的普遍性,他无论严寒酷暑,伏在或冰冷或炽热的岩石上,零距离触摸着大地;同时甘于寂寞,长时间地只身与山野大地对话。艰苦,锻炼了他坚忍不拔的毅力;孤独,铸成了他独立观察和思考的能力。

  几年的痴迷与执著,终于使马宗晋对节理的力学成因、分期和配套的认识得到了理性的升华。1964年,他完成了“节理力学性质的判别及其分期、配套的研究”,从观察和实验两方面给出了节理力学的判定依据,给出了以早、晚期节理相互切错和限制关系判定分期的准则,进而通过同期节理的配套原理判定区域应力状态。1965年他发表了《节理的力学性质、分期、配套问题》的文章,在业界引起了广泛的关注。由于这是小构造研究与古应力场变更史研究方面,十分基础的规律性的揭示和易行而便于推广的方法,所以地质高校多年将它编入教材,并广泛应用于多种尺度和多种地质行业的构造研究。马宗晋说:“我认识到,节理作为地质变动中最基本的力学表象,对构造地质学的基础意义,有如生物学中的细胞,对基础认识愈深,其扩展也将愈广,这是我治学的第一个心得。”

  1965年,因为石油的许多问题与裂缝有关,经过商议,中国科学院和石油部四川石油管理局联合组建了“缝洞型油气藏研究队”,由马宗晋担任队长。研究队很快便起程到了四川,进而到湘鄂西,进行石油裂缝考察,找寻四川一带的油气分布。3年的考察,为他们从室内到野外的研究和生产应用积累了丰富的经验。

  大地躁动的“急诊大夫”

  1966年春,沉睡多年的华北大地突然苏醒,承载着亿万条生命的大地猛烈地震颤了,震中邢台、隆荛瞬间房倒屋塌,8000多人丧生一旦。周恩来总理3次到邢台慰问,并提出震前预报问题。

  马宗晋在1966年底从四川被调回中科院地质所,搞地震研究。起初,他认为地震是地下一二十公里的事,看不见、摸不着,也不能做实验,怎么研究呢?他想:“地震会造成地表的断裂,这和地质结构有点关系,那我就做三年五年的研究,把地表现象的研究结果提供给地震部门之后我还回去研究地质构造去。”后来,他去灾区考察,那一片片废墟,那些失去了亲人又无家可归的痛苦的人们,让他的心灵受到了极大震撼,并打消了短期研究地震的想法。他在一首词中写道:“震起哭号呆咽无状,裂心肺,惊学子,立纬地经天宏志。”1967年,他愉快地接受了去“京津唐地震办公室”工作的调动。这是由国家科委组织的“办公室”,由测量、数学、地球物理、地球化学等多学科、多部门抽调人员组成,马宗晋被任命为分析预报组组长。当时李四光提出地震还会发生,并且是往北蔓延。马宗晋在1966年冬已开始研究地震现象,找出了一些规律性,比如地震是一段时间多,一段时间少;一段时间又多,一段时间又少。这和构造有些关系,从大山、断层、地震三者的方向上能找出一些规律。这些苗头让他兴奋,何况还有力学的基础知识。地震的势态的确如李四光所预报的,发生地点往北走,也验证了马宗晋关于地震发生规律的初探,从1966年起,中国进入了新一轮地震多发时段,他称其为地震活跃幕。

  那几年马宗晋多次向周总理汇报震情。1969年,渤海发生了7.4级地震,当天下午,马宗晋跟随李四光到国务院向周总理作了汇报。余震已波及北京,地震工作随之加强。“京津唐地震办公室”已改为“中央地震小组”,李四光为组长。生物研究所、物理研究所、动物研究所、天文台等都参与进来了。马宗晋任地震预报小组组长。

  渤海地震后,当时交通部门向中央提出是否会发生大的海啸,是否会影响海上交通。周总理便召见了李四光、刘西尧、马宗晋和几个同事。周总理仔细地问了地震状况,并要求他们对交通部门的问题做出答复。当时马宗晋他们并不具备海啸的知识,就根据地震方面的知识向总理做了分析和答复:渤海很浅,地震规模不大,地下断层也不大,不会对海上交通产生大的影响。

  1970年,通海发生了7.4级地震,一下死了16000多人,惊动了国务院,周总理又亲自召见了马宗晋等人。周总理心情沉重,不仅因为死亡人数大增,更重要的是西南有军事基地,一些重要的军事设施在那里,都是国家安全的命脉。总理不分巨细,问得非常详尽,表示要加大力度进行地震预报研究,下决心要成立一个中央级的地震机构,酝酿在1971年成立国家地震局。

  国家地震局成立之前召开过几次全国性的地震工作会议。周总理在参加每一次会议的前一天都会召集马宗晋等人去作地震工作状况汇报。马宗晋说:“当时我们就是给总理提供一些信息,等于做一些小参谋。我非常敬佩他那爱国爱民的宏大胸怀和责任心,佩服他的记忆力和思考强度。每次我们只汇报,从不用我们给他提供稿子或材料,他听完之后,第二天在会上讲得更好、更透彻,总理的水平太令人叹服了!”

  由于人们的常识不够,也发生了一些不是地震的现象而致使马宗晋及其同事火速赶赴现场的事。1968年,在江苏,从连云港到沭阳,几百公里范围内出现了罕见的地裂缝,当地老百姓认为要发生大地震了,不胜惶恐,有的杀猪宰羊,有的要跳河自尽,声称“不做饿死鬼”“死也要全尸”。国务院得知后立即通知地震小组,马宗晋和几个同事连夜出发赶到现场,放下行李就到现场工作,经连续3天的观测,发现是当地长期抽水,造成地干深层失水干裂,裂缝从深层一直到地表,和地震无关。他们的结论很快就制止了恐慌。还有一次,四川北部的一座山发生滑坡,岩石、土块、树木从200—300米的山上猛冲下来,埋没了临近的两个村庄,死了二三百人。当地通报国务院说是火山爆发,因为山表面的物体都滑下来,露出了红色的山体。当时没有人研究火山,又认为火山爆发大概是地震引起的,于是又派马宗晋等人前去观察。马宗晋带着几个人立即乘飞机到达成都,又乘直升机到了现场,一看原来是大滑坡。这些事件的出现,同属大自然的躁动,这让搞地质研究的马宗晋体验到了自己的工作与人民的生命息息相关,地学工作者真像个社会安定的急诊大夫!不仅如此,从那时起这个“急诊大夫”的心中就萌生了一个念头:医生的职责不仅是医治,更重要的是防患。从此,“减灾”便成了他的一个宿愿。

  “中国式地震预报”出台

  在六七十年代交接的岁月,马宗晋在他熟悉的行业中走进了一个陌生的领域——地震预报。这是个艰难的领域,不仅因为它起步维艰,还因为许多人认为“地震预报”不是科学,因为它太复杂,经验因素太多,过去在国内外也没有明确的地震科学的概念,没有人去研究“地震预报学”。对此马宗晋认为,必须把地质学知识与地球物理知识结合起来,才能开拓地震预报学科,依照这个研究思路,这怎么能不是科学呢?又怎么能因为国际上史无前例就封杀了这门实实在在的科学呢?任何学科都始于创立,我们中国为什么就不能创新呢?于是他潜心研究地质构造,注意到了地震与活动构造的密切关系,注意到了地震活动几十年尺度的分幕性。这些发现让他兴奋不已,信心倍增。

  1971年底,国家地震局正式成立,下设分析预报中心,马宗晋任副主任。各方专家学者汇集到地震局,成立了各种小组。马宗晋说:“这是极好的学习机会和条件,我太需要接触这些人了,他们给了我各方面的知识,启发我从各个角度去看地震问题。”当时,每个人都从自己专业的角度去分析解读地震现象,还共同关注一些实验。比如,生物物理专家们用100只鸽子,把其中50只小腿上的感受小体切断,之后将100只鸽子拿到新疆(因那里地震多)去做试验。在一次地震前,感受小体没切断的鸽子都飞走了,切断了感受小体的鸽子因失去感应都没飞走,这说明在地震前生物是有感觉的。马宗晋说:“我们不仅当时这样工作,就是目前的工作仍是处于工作的经验和理论结合的状态。经验多了,就有了经验的基础;思考多了,就会有理性思维。”马宗晋从地震的规律性总结出“震史学”;从理论分析中总结出“震因学”;从实际经验中总结出“震兆学”。马宗晋说:“我这样整理出来,是期望能按学科形态建立地震预报科学。”

  在1968年的一次地震预报座谈会上,马宗晋提出,要打破以往地震预报限于长期和短期这种时间概念模糊、缺少蕴震过程的延续性思考的概念性研究局面,在长期和短期之间补入几年甚至几个月的中期预报,而短期之内要补入几天的临震预报的概念。随后他又不断地深入研究,使之完善。到1972年,在全国第一次地震科学讨论会上,以他为首的研究组正式提出了长期、中期、短期和临震的渐进式地震预报模式,得到了全会的认同。这一渐进式预报思想是马宗晋在大量研究国内外震例和理论的基础上总结出来的。他还提出了相应的工作程序,开创了中国地震工作系统内全国一年一度的年度会商和地区性的季、月、周、日会商的预报工作制度,并且延续至今。渐进式预报模式和工作程序在后来的实际工作中取得了巨大的效果,获国家地震局科技进步一等奖,在国际上被誉为“中国式地震预报”。中期地震预报概念引起国际共鸣,美国国内1986年第一次召开中期地震预报讨论会时,马宗晋应邀出席,并在大会上作了报告。

  海城报捷,人类首次成功预报地震唐山“大劫”,蓝光闪过后的55天

  渤海地震后,很多专家预计地震还会发生在北方,从邢台到河间,到渤海,再往北就到辽宁了。这时观测台也发现了一些异常现象,辽宁南部地震的强势状态多了起来。趋势加现象,引起他们的高度重视,在1972年成立了“辽宁省地震大队”,还买了一些新的测量仪器。1973年和1974年两年的“年会商”会上,大家根据辽宁的汇报,都将辽宁作为下一年的重点观测地点。而在这两年中,异常现象越来越多了。在1975年海城地震前,年度会上就明确地提出了辽宁南部可能会发生强烈地震。地震前4天,小地震突然大量增多,海城北侧的水库,东侧的丹东都发生了地震,工作人员不断地向省政府汇报。到地震发生的前一天晚上就明确报告政府:这一二天内会有强烈地震发生。于是,省政府下达命令:娱乐场所停用,向人民群众说明原因,动员大家搬出来。同时在露天放电影,搞些室外活动。有些老人腿脚不方便,就帮忙硬搬出来。结果第二天真的发生了7.5级大地震。由于一夜的紧急动员、疏散和搬迁,使十余万人幸免于难,只死亡几千人。当地人激动不已,地震预报工作人员也感到欢欣鼓舞。这是世界上唯一的一次大震前发布预报并疏散人员的举动,是一次成功的预报。当时周总理已病卧在床,但还是发布命令对这次地震预报和所采取的措施给予表扬。这都是按渐进式预报思想和工作程序取得的成果。这之后,在1976年的7.5级的龙陵地震、7.2级的松潘地震,1981年的6.3级的青海大柴旦地震,1982年的6.0级的四川甘孜地震的震前都给出了较好的预报。

  提起那次一下死了24万人,伤了60万人的唐山大地震,马宗晋说:“它让我接受了一次死难的洗礼!唐山震前没发现海城大震前那么大量的预兆,不像海城有多方面的明显变化:蛇出来了,老鼠乱跑,地下冒热水;仪器观测也发现了地磁场的变化、地形的变化、小地震的频发、地倾斜的变化,就像一个患感冒的人,又发烧又打喷嚏。而唐山,就像一个癌症病人,没看出什么,一发现就到晚期了。唐山震前也有先兆,不明显,我们还派了一个观测小队去那里工作,就在他们写总结的时候,强震袭来,全部罹难了!”据统计,海城地震前发生了500次前震,而唐山大震前在长达80天时间里,周围连1.5级以上的地震也没发生过。马宗晋每一次去地震灾区都是一次心灵的折磨。他描述:“震后的现场并非一片号啕,而是鸦雀无声,人们都被惊呆了。我们也一次又一次地感觉到人们欲哭无泪的心境,于是也常自责我们没有能力,没有更好的方法。”

  唐山震后带来了一次惊动小半个中国的大事情:东部2亿—4亿人露宿街头!一时间长江以北的人们差不多都搬到户外露宿了。北京也受到多次余震困扰,许多人搬到了“防震棚”里。这种状况一直持续了55天!人们的恐慌汇成了一句话:“什么时候能够回到家里去住?”这是一句不能轻易回答的话,它关系到千千万万人的生命安危。这使马宗晋他们忧心如焚!这55个日日夜夜,马宗晋一直在国务院、人民大会堂工作,他和同事们一边潜心研究唐山余震的发生规律,一边每天听取各地上报情况,再向国家领导人汇报余震会商意见,供指导抗震救灾参考。当时持续55天的原因有三个:一是人们之间传播一些不实的地震讯息,造成恐慌;二是正值“文革”,生产不正常,又值夏季,露宿不冷;三是有一派搞地震的人认为还会有大地震,两派争执不下,只好让时间说话,因为一般规律是,每当大地震后都会有余震,若在一二个月内没再发生强余震,一般就不会再发生了。50多天后,当时的国务院秘书长吴庆彤找到马宗晋和他的同事高旭,商量之后,由马宗晋二人起草报告,经中央批准,决定撤销中国东部地区地震警报,又草拟了国务院的通知,正式通告人们不会再有大地震,可以恢复正常生活。他们以极端负责和忐忑的心态回答了2亿—4亿人的问话。

  从1966年到1976年10年间,仅在中国的华北和西南两块不大的地域竟然发生了14次7级以上强烈地震,死亡人数达34万余人,直接经济损失达几百亿人民币(当时的比价)。灾难给社会留下了无数的鳏寡孤独,也给广大地震工作者的心灵上留下了抹不去的阴影。马宗晋在地震预报理论和实际应用中立下了汗马功劳,1978年被聘为副研究员,同年加入了中国共产党,还荣获了“全国劳动模范”的称号。但他更注重一次次灾难给予他的刻骨铭心的责任感的教育。作为一个科研人员,不能只看到灾难带来的毁坏,更应看到它同时还带来了地震预报科学的难得信息与经验。于是他和几个同事认真总结、研究了1966—1976年10年间的地震状况,在1982年完成了《1966—1976年中国九大地震》的撰写和出版,该书获得国家科技图书一等奖,次年由Springer出版英文本。这本书在国际上影响很大,使国外不少同行对中国地震工作的水平刮目相看。之后马宗晋通过研究,又发表了大量的文章和几本专著,其中《近期地震危险性的研究》和《地震大形势预测研究》获国家地震局科技进步一等奖。

  走出国门,放开视野把脉

  全球 自主创新,让中国科研

  立于世界民族之林

  1977年8月,罗马尼亚的佛朗卡发生7.8级大地震,该国政府特邀中国、苏联、日本、西德4国的专家前去进行地震预测。中国派出卫一清、马宗晋、许少燮等4人组,带着我国研制的DDI型地震仪迅速赴罗。到达后,马宗晋立即用地震震中点染法勾画了深部构造图及地表地质构造,编绘了喀尔巴阡山及其东南端的地震构造图,还做了该构造与意大利西西里岛地质构造的对比和构造机理的讨论,又做了地震活动的时间分布图。其他同事布置了地震现场监测网,做了地震序列的精细分析。20天后做出了判断:此后近些年不会有破坏性大地震发生。后来判断得到了证明。当时一起工作的罗马尼亚专家们赞叹说:“马宗晋教授对欧洲板块的地震活动非常熟悉,他的工作结果说明他在欧洲至少工作了10年!”殊不知,这是马宗晋第一次到国外。

  1978年,马宗晋跟随顾功叙、丁国瑜赴巴黎参加了第一届国际地震预报讨论会。会议期间召开了一次专家小组工作会议,有20名专家被邀,中国就占了3名,由此看出中国的地震科研及专家在国际上的地位。众所周知,海洋占地球面积70%,但过去的地学研究都在陆地上搞。二次大战大量是海战,军事上的需求迫使人们研究海底。大战过后,国外科学家就从海底发现了新东西,产生了“板块构造”的概念。因中国处于“文革”,一直封闭,这个信息是科学院一位老院士介绍进来的。马宗晋认真研读了这些资料,在1979年写了一篇颇有见地的文章《取板块之精华,列立论之疑点》。马宗晋说:“它的精华改变了我们过去的一些观点,完全是新的视角。现在这些板块中一些解决不了的疑点和问题,我们若突破它,就有可能在世界上占一个位置,让中国科研立于世界民族之林。这也和我学地质学的初衷有关。中国曾被称为‘东亚病夫’,不能站起来,我就下决心一定要做些事情,为我们的民族争气。”

  1980年,马宗晋随马杏垣团长一行6人赴南美参加阿根廷地震会议,会后参观了阿根廷、秘鲁、委内瑞拉、智利等国。南美西部是典型的板块边缘俯冲带,是世界上火山与地震的分段性关系表现得异常清楚的地带。鸟瞰南美西海岸,科迪勒拉山脉在太平洋上拔地而起,海拔6000多米,直插天际。一段内,一个个火山锥间隔成串,如同草原上的一串蒙古包,过了这段便景色迥异,再过一段,再次出现一串“蒙古包”……从这次出国访问和板块边缘带的实地考察开始,马宗晋进入了全球构造的深入研究中,首先提出了“板条”构造的概念。

  上世纪80年代初,马宗晋多次访问美国,他发现,美国本土的地震构造与中蒙的地震构造竟惊人的相似,进而从对法国、意大利、罗马尼亚、土耳其等国的访问中再度明确了中蒙构造区与南欧山原地区和中亚山原地区也具有很好的可对比性。于是他首先研究了世界地震和板块有什么关系,独立地提出了三大地震构造系统,即环太平洋系(以板块深俯冲带为代表)、大洋脊系(以巨大开裂边界为代表)、北大陆系(以陆内纬向造山与造原为代表)。他指出,世界上的大陆大地震90%都发生在北半球的20。—50。纬度线之内,是因为在这一纬度范围内有几个高原:青藏高原、伊朗高原、阿尔卑斯高原、美国西部高原。这是一个过去没有人提出的问题,在1982年召开的第一次世界大陆地震研讨会上马宗晋提出来了。在会上,马宗晋精心制作的大陆地震构造图及相应的理论阐述,备受多国专家关注,他们纷纷把图带回去做详细研究。马宗晋说:“在思维上,这里边有板块中的精华之处,但是我总结的地震的规律性有独立的特点。”

  20世纪60年代卫星升空后大地测量和地球物理学者根据卫星轨迹的摆动,求出了重力场并获知大地水准面呈梨形。马宗晋十分敏感地注意到了这一认识与全球地震和板块的分布可能有内在关系。因为地球不是椭圆形,而是梨形,地震发生最多的北半球20°—50°纬度带正是鸭梨形往里凹的地带,即收缩的地带。他进而研究梨形地球和地震分布的关系,找到了一个研究地球构造的新途径——利用地震知识来认识地球的形状。马宗晋研究发现:全球三个大的洋脊集中发育在南半球,除了北大西洋,3/4洋脊都在南边,而大陆70%在北半球。这一现象使他豁然开朗,从而得出结论:南半球是膨胀开裂为主的半球,北半球是收缩的半球,压力大,聚集能量大,因而形成的地震也多。马宗晋将这个结论绘成了一张以地震分布状况表现的全球构造图,并且他比“板块构造”又精细了一步,板块内部又出现许多条带状单元,称为“板条构造”。这张图在1996年出版了,直到2000年国际上才有人绘出类似的图。

  德国人很精细地测出了地球的形状,但他们还没阐述为什么是这个形状。马宗晋和他的同事们对此做了很多研究。他们通过测量整个地球的热流分布,得到了一个国际上尚无人提及的概念,即地球是有双重不对称性的。大西洋是洋脊集中的热胀半球,太平洋是相对冷缩的半球;北半球是冷缩的半球,南半球是相对热胀的半球。因此,这就造成了双重非对称分布的地区。三大构造系统在全球坐标系中的球面分布正好反映了全球构造应力场全面的非对称性。因此,他们对板块为什么这样运动,以及地球内部地幔怎么运动等问题得到了一些见解,目前还在用GPS的观测、空间定位等方法做进一步的验证。提起这些成果,马宗晋说:“我们一定要自主创新,不能看到别人的文章就完全依靠它。对别人的文章既要学习又要分析,并且敢于从中找出他们不敢想而中国人敢想的东西,不然怎么创新呢?我是有这么点性格的,从60年代起,就不断地有些新思考,有大有小,也有不少想得不对,被反证了的。关于‘板块’就是这么提出来的,将突破一个个疑点和难题作为前进的目标,就这么执著地做下来了。”

  综合减灾,多学科的成功整合

  确立模式,多领域交叉的一大升华

  1987年,42届联合国大会通过决议,把1991—2000年的10年定为“国际减灾10年”,呼吁各国政府和科研机构积极行动起来。1988年4月,马宗晋被调到国家地震局地质研究所任所长。得知联合国的决议后,他和几个同志向科技部建议成立一个综合的自然灾害研究机构,将多方面的灾害放在一块研究。1989年,成立了“国家科委国家计委国家经贸委自然灾害综合研究组”,马宗晋为组长,研究组由水利、农业、林业、地质、地震、海洋、气象等七大类灾害研究管理部门的专家组成,共二十多人。这个研究困难很大,大家的研究对象、科学术语、思维方式都有很大差别,所以不知从何说起。马宗晋就让大家先聊聊天,说说自己所做的事,于是在“聊天”之间加强了彼此的了解和沟通。经过半年的磨合,实践中的东西就成了经验,求得了一个共识:灾害是有双重属性的。虽然每个专家的研究都是个性的行为,都是各种具体现象,但对象都是社会,所以既要做灾害的自然变异的情况研究,又要做这些变异情况作用于社会产生的结果的研究。他们以减灾为共同目标,突破了多学科交叉研究的难点,共同建立了“减灾系统工程模式”,实现了多领域交叉合作的一次升华。减灾系统工程概括了十个重要的子系统:监测、预报、评估、防灾、抗灾、救灾、重建、保险、立法教育、规划指挥。其中渗透了关于自然灾害具有自然和社会的双重属性这一基本认识上的变革与指导,也是一项重大的科研成果。经过五年多时间,他们完成了《中国重大自然灾害及对策研究》一书,该书获国家科委科技进步一等奖。他们还编了7张各灾类的综合灾害频度与强度综合分布图(挂图),完成了7大类24种自然灾害实况的档案和有关补充资料的整编,编成近50万字的灾害事件简表和灾害综合年表,共5万余条。这是对解放以来全国灾情资料比较全面、比较系统的发掘整编和统计研究,查清了我国自然灾害的直接损失约占全年财政收入的1/4左右,严重性显而易见。统计总结出各类灾害危及社会的特点程度:危害最深远的是旱灾,它危及社会的发展和布局;财产损失最大的,是最频发的洪灾;死人最多的,对社会安定影响最严重的是地震;而台风灾害对沿海快速发展的经济带的威胁与日俱增;滑坡灾害则伴随城镇工程的不合理开拓而呈指数锐增;农林病虫、火灾则随着监测预防能力的起伏而波动。他们在这些认识的基础上提出的一系列对策,对我国的综合减灾起到了指导和推动的作用。

  如今,国家为了强化对减轻自然灾害的统筹、领导,正式成立了国家减灾委员会,下设专家委,马宗晋被聘为主任。他意识到自己责任的重大,正在不遗余力地为之奋斗。他希望能同诸位委员专家携手,共建我国综合减灾的基础,全面提高全社会的减灾能力。

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