在意大利米蘭舉行的第三屆國際地層學大會上,南京大學教授、中國科學院院士沈樹忠獲地層學國際最高金獎(ics medal)。該獎由國際地層委員會于2004年設立,每四年頒發一次,每次僅有一人獲獎。之前全球獲此殊榮的科學家僅有四位,沈樹忠是第五位,也是第一位獲此獎項的亞洲科學家。

要知道,這個獎項的含金量可是非常高的,如果想要獲得這項榮譽,你必須要發展新的分析方法,或者是提供新的資料或解釋特定地區或時間間隔的地質曆史。簡單來說,就是必須在地層學研究上,作出開創性的成果。
讓我們也一起祝賀沈樹忠教授可以斬獲如此高的殊榮,中國這些年在科學領域,可以說是人才輩出,也可以看出,在經濟不斷發展,教育水準不斷提高的情況下,中國越來越多的人才開始湧現。
今天我們就一起來聊聊沈樹忠教授,他的人生可謂是非常傳奇。
沈樹忠1961年出生于浙江湖州的一個小農村,他的父母都是農民出身且沒有文化,大字都不認識一個,我們都知道,在農村,父母一般是不怎麼會重視孩子教育的,尤其是在那個年代,大都都覺得種田也能有碗飯吃,讀書還要耗費錢,是以孩子一般都是在田地裡長大。然而沈樹忠的父母卻格外重視孩子的教育,希望孩子可以讀書成才,是以 7 歲的時候就送沈樹忠進了學堂。
1975年,湖州中學要招收兩個農村班,表現優異的沈樹忠被村裡舉薦,來到了湖州中學就讀,當時的讀書環境可以說非常艱苦,學生經常要學工、學農、學軍,沈樹忠也經常要去勞動,但是他學習非常刻苦。當時湖中國文老師唐承彬、英語老師楊駿等,在勞動之餘或晚上将學生集中在簡陋的寝室裡輔導補習。在那個年代,中學教授英語是比較少見的,這樣的啟蒙教學對沈樹忠一生影響很大。
1977年,聯考恢複,沈樹忠參加聯考,可惜因為本身基礎就非常差,即使平常用功努力還是于事無補,化學考了 5 分,實體 0 分,最終名落孫山,第二年,經過仔細權衡的沈樹忠選擇報考中專,因為中專不需要考化學和實體,這樣他比較有優勢,最終他被最終被浙江煤炭工業學校(浙江工商大學前身之一)“地質專業”錄取。
中專畢業之後,沈樹忠被配置設定到了煤礦做地質技術員,煤礦惡劣的環境,尤其是當時煤礦經常出交通事故,是以十分恐懼的沈樹忠想要擺脫這樣的生活。
“下井的時候總是提心吊膽,有時候瓦斯警報儀響了,要在10分鐘内從400米以下井底立馬逃出來。即使是平時下井安全時期,當時戴的礦燈也經常會滅,有時候隻能靠風的感覺在黑暗中摸索八九公裡走出來。 ”
後來,一次偶然的機會,沈樹忠在報上看到了一條200字的新聞,說中專生張澤偉考上了著名的中國科學院院士郝诒純的研究所學生,這給他指明了人生的方向,讓他萌發了考研究所學生的念頭。沈樹忠可以說花費了巨大的努力去備戰考研,他甚至跑到杭州去購買教材,明天都拿着字典死記英語單詞,沒有人知道,沈樹忠當時究竟付出了多大的努力與決心,既要從事煤礦工作,還有準備考研。
1983年,1983年,當了2年地質技術員的沈樹忠,第一次去參加研究所學生考試,結果考上了赴澳洲的出國留學生,其中英文考了81的高分,在當時整個煤炭系統82位考研究所學生中排第2。
是以各位,不要去埋怨你的環境,隻要你肯付出你肯努力,寒門也可以出貴子,現在是網際網路時代,擷取資訊知識的管道非常多樣而且更加便捷,不像以前一樣,沒有錢書本都買不起,消息也很閉塞,就沒有辦法擷取知識,隻要你真的想要去進步,肯下苦功,在現在這個年代,就一定會有收獲的,那個張澤偉也是,從中專生到現在已經是企業老闆。
但是,考上研究所學生到北京參加教育訓練後,沈樹忠發現國外讀研究必須要大學文憑,這又成了他的大難題。後來,他被他的導師何錫麟破格留在國内培養,并在那裡一直接受何教授的指導,直至博士畢業,留在了母校中國礦業大學教書。
是以各位,不要去埋怨你的環境,隻要你肯付出你肯努力,寒門也可以出貴子,雖然你的環境出身可能不好,起點比别人低,但現在是網際網路時代,擷取資訊知識的管道非常多樣而且更加便捷,不像以前一樣,沒有錢書本都買不起,消息也很閉塞,就沒有辦法擷取知識,隻要你真的想要去進步,肯下苦功,在現在這個年代,就一定會有收獲的,那個張澤偉也是,從中專生到現在已經是企業老闆。
1995年,沈樹忠初次出國,被派往俄羅斯古生物研究所學習。 1996年,沈樹忠又被國家教育部選派去日本做博士後,遇到了一位非常嚴謹的學究型先生,讓他更加潛心地學習。也正是在日本學習期間,兩位澳洲教授得知他曾在西藏收集一大堆的化石标本,邀請他來澳洲參與研究“中國的岡瓦納”項目。2.6億年前,海陸并不是像我們現在這樣,當時的澳洲緊鄰西藏,而現在卻相隔十萬八千裡,‘岡瓦納’項目就是研究這兩者的關系。
岡瓦納大陸
回來後,他寫了一系列重量級的古生物領域的論文,發表在美國、英國、法國、荷蘭等國家著名的雜志上,同時還在德國出版了一本專門的書籍,這些在國際古生物界引起了強烈的反響。
一直在澳洲從事研究工作的沈樹忠在 2000 年的時候,他突然接到了代表國家前往澳洲訪學的院士金玉玕的向他發出的祖國深情的邀請。希望他可以回國發展,沈樹忠當即應允,沈樹忠表示:“在國外,幹得再好也是‘打工仔’,隻有回到了祖國,才能當科研的主人。 ”
金玉玕
2000 年,沈樹忠放棄了國外優越的條件和舒适的生活環境。作為中國科學院“海外傑出人才(百人計劃)”被引進回國,在這 20 年的時間裡,沈樹忠對于中國的地學研究可以說作出了非常大的貢獻,沈樹忠主要從事二疊紀腕足動物化石系統分類學、生物大滅絕及其以後的複蘇、定量生物古地理學、生物多樣性和古環境學等方面的研究 。
他的研究内容比較艱深複雜,是以我就和大家聊一下他最為人熟知的兩項研究成果。
其一:是為中國貢獻了兩枚金釘子,質學上的“金釘子”實際上是全球年代地層機關界線層型剖面和點位(gssp)的俗稱。金釘子是國際地層委和地科聯,以正式公布的形式所指定的年代地層機關界線的典型或标準。是為定義和差別全球不同年代(時代)所形成的地層的全球唯一标準或樣闆,并在一個特定的地點和特定的岩層序列中标出,作為确定和識别全球兩個時代地層之間的界線的唯一标志。
“金釘子”可以說是全世界科學家公認的,全球範圍内某一特定地質時代劃分對比的标準,是以,它的成功擷取往往标志着一個國家在這一領域的地學研究成果達到世界領先水準,其意義絕不亞于奧運金牌。1977年于捷克确立的全球志留系/泥盆系界線層型剖面和點(gssp)是全球第一枚金釘子。據專家推測,全球地層年表中一共有“金釘子”110顆左右,截止2013年4月,已經正式确立的有65顆 。中國共發現了 11 枚,比如說長興灰岩金釘子是二疊系與三疊系的分界線,又是确立古生界與中生界分界線的标志。殷鴻福院士将牙形石化石作為劃分古生界與中生界的标準化石,從此取代了耳菊石的地位!中國發現金釘子的數量在衆多國家裡可以說是一騎絕塵,充分說明了我們國家在地學研究上處于領先水準。
而沈樹忠教授是二疊紀兩枚金釘子的主要貢獻者。
另外一項是破解了 2.5 億年前的生物大滅絕災難之謎,這裡和大家科普一下,地球共分為冥古宙、太古宙、元古宙、顯生宙四個階段。
冥古宙這一時期是由地核俘獲宇宙高溫熔融物質和少量塑性物質、固态物質、氣體和液體開始的,到地表熔融物質凝固形成地球最原始的外殼的一段地質時間。
冥古宙想象複原圖
太古宙這一時期是由地表熔融物質凝固形成地球最原始外殼開始到有沉積岩形成的一段地質時間。地殼和地球熔融物質凝固形成的外殼是不一樣的。地殼是由火山岩、沉積岩、變質岩和隕石共同組成的地球外殼,是地球經過長期演化後而形成的。
元古宙時藻類和細菌開始繁盛,是由原核生物向真核生物演化、從單細胞原生動物到多細胞後生動物演化的重要階段。
顯生宙,指“看得見生物的年代”。是開始出現大量較高等動物以來的階段,包括古生代、中生代和新生代。從距今大約5.4億年前延續至今,古生代是顯生宙的第一個代,上一個代是元古宙的新元古代,下一個代是中生代。古生代包括寒武紀、奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀、二疊紀。
二疊紀是古生代的最後一個紀,也是重要的成煤期。二疊紀開始于距今約2.99億年,延至2.5億年,共經曆了4500萬年。早二疊世的植物界面貌與晚二疊世相似,仍以節蕨、石松、真蕨、種子蕨類為主。晚二疊世出現了銀杏、蘇鐵、本内蘇鐵、松柏類等裸子植物,開始呈現中生帶的面貌。二疊紀時期魚類中的軟骨魚類和硬骨魚類等有了新發展,軟骨魚類中出現了許多新類型,軟骨硬鱗魚類迅速發展。兩栖類進一步繁盛。爬行動物中的杯龍類在二疊紀有了新發展;中龍類遊泳于河流或湖泊中,以巴西和南非的中龍為代表;盤龍類見于石炭紀晚期和二疊紀早期;獸孔類則是二疊紀中、晚期和三疊紀的似哺乳爬行動物,世界各地皆有發現。
二疊紀末發生了有史以來最嚴重的大滅絕事件,估計地球上有96%的物種滅絕,其中95%的海洋生物和75%的陸地脊椎動物滅絕。三葉蟲、海蠍以及重要珊瑚類群全部消失。陸栖的單弓類群動物和許多爬行類群也滅絕了。這次大滅絕使得占領海洋近3億年的主要生物從此衰敗并消失,讓位于新生物種類,生态系統也獲得了一次最徹底的更新,為恐龍類等爬行類動物的進化鋪平了道路。科學界普遍認為,這一大滅絕是地球曆史從古生代向中生代轉折的裡程碑。
盡管沒有白垩紀恐龍大滅絕如此著名,可是二疊紀生物大滅絕卻比之更為慘烈,幾乎所有的物種都滅絕了,是以科學家一直想要破解這個難題。
有些科學家認為,氣候的變化是形成這場大災難的主要原因。因為二疊紀末期形成的岩石顯示,當時某些地區氣候變冷,在地球兩極形成了冰蓋。這些巨大的白色冰蓋将陽光發射回太空,會進一步降低全球氣溫,使陸上和海上的生物很難适應。如果再加上海平面下降和火山爆發,這就會成為滅頂之災。
有些科學家就認為二疊紀的陸塊碰撞接壤而形成了龐大的盤古大陸。來自海上的雨水和霧氣再也無法探入内陸地區。于是二疊紀的某些區域就越來越幹燥火熱,緻使沙漠範圍越來越廣,無法适應幹旱環境的動物就滅絕了。
而沈樹忠對二疊紀時期研究多年,他從很多年前就開始研究二疊紀地層,曾以浙江煤山、四川上寺等地層為對象,獲得很多進展。後來,由他帶領的國際團隊在廣西來賓二疊紀地層進行了系統研究,和國際同行共同開展高精度綜合年代地層架構、生物多樣性和多種地化名額等的定量分析研究,論證二疊紀末海陸生物大滅絕的同時性和瞬時性,以及對火山岩中的鈾-鉛元素的同位素的和化石的精細研究,計算一些火山碎屑的沉積速度,分析碳同位素的變化趨勢,對比當時古海溫的變化幅度,同浙江、伊朗等剖面的研究作對比,由此揭示了2.5億年前那場大慘案的“元兇”——火山爆發,其中以西伯利亞火山多次噴發的規模為最大,多地的岩漿活動造成海溫及整個環境的迅速變化。
在二疊紀生物大滅絕研究中,沈樹忠他們發現,生物大滅絕開始初期,地球的溫度是25℃,而生物大滅絕結束,溫度為33℃,當時大規模火山活動使得地球經曆了“突然升高”的狀态。造成了全球範圍内大規模森林野火事件頻發,使得森林快速消亡。森林的破壞又造成地表風化加劇,地表土壤系統快速崩潰。
在地層記錄中發生了碳同位素負漂離現象也表明當時二氧化碳濃度也急劇升高,海水缺氧、酸化,讓生物無法呼吸。陸地生物遭“滅門”的同時,海洋生物也遭遇磨難。大規模的火山爆發導緻地表大量溫室氣體釋放和快速的溫室效應。
這麼厲害的滅門慘案花費了多少時間?一直以來,古生物學家們像“福爾摩斯”一樣,通過對地層、化石的研究,慢慢在撥開迷霧。“過去,有科學家認為,這樣的大滅絕,至少耗費上百萬年時間。伴随研究的推進,時間不斷縮短。100萬年,50萬年,20萬年……”沈樹忠說,通過高精度綜合年代地層架構、生物多樣性定量分析和多種地化名額等研究,沈樹忠得出最新數字:大滅絕被精确卡定在6萬年左右。6萬年,對于幾十億歲的地球而言,就是眨眼的時間。
二疊紀末生物大滅絕發生後,地球花費了近500萬年時間,才恢複到了大滅絕前的生态水準。這次大滅絕讓很多生物從此滅絕。隻有留下來的化石标本,證明它們曾經來過這個世界。
沈樹忠這些成果在《科學》《美國科學院院報》《地球與行星科學通訊》(epsl)等頂級學術刊物發表後,引起國内外同行的極大關注;發表在《科學》上的成果入選《2012年度中國科學十大進展》,相關内容被編入美國等國家大學教材。
2.5億年前的這場生物大滅絕慘案經過沈樹忠教授的追索發現,終于被破獲。
沈樹忠教授為了擷取進行地質學研究,可以說足迹踏遍了大半個中國,從戈壁沙漠到山川平原,他也多次到西藏進行野外工作研究,當他第5次到達西藏時,更是險些發生意外,當他的重感冒遭遇了西藏的惡劣天氣條件,他的身體出現了嚴重不适,最後隻能靠簡陋的制氧機幫助呼吸,在同僚的護送下驅車14小時回到拉薩才脫離危險。
沈樹忠收藏的岩石
可以說,沈樹忠此次獲地層學國際最高金獎,是對他多年研究所學生涯與卓越貢獻的褒獎,也代表了國際地層學界對中國古生物地層學研究的高度肯定。讓我們再一次祝賀沈樹忠教授。