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为什么地球是活的,而火星是“死”的?

GASA 高山书院 2022-06-17

*以下根据高山大学和荔枝播客联合制作播出的播客栏目《科学相对论》节选整理而成。
※音频剪辑丨荔枝&李嘉
※整理丨李嘉
※编辑丨朱珍

本期主播

朱茂炎

中科院南京地质古生物所研究员,中国科学院大学和南京大学教授


程巍William

高山大学2019级学员,达尔文细胞、火箭派航天创始人




煤炭和石油的形成


William:

如果地质变迁过猛,如果是植物大面积的死亡和埋藏的话,是形成煤炭?大量的动物在一个地方死亡埋藏的话,就可能会形成石油吗?

朱茂炎:

这个也不那么简单。煤肯定是大量的植被埋藏起来形成的,但它有特殊的条件,而且没有完全降解。
石油有石油形成的过程,石油从哪来的,有“无机说”和“有机说”,没有定论。“有机说”是指有机质经过一系列的降解,地质时间越老,分子降解越高,慢慢就形成了石油。受热过程越来越高,分子降解越来越厉害,可能就生成“天然气”之类的资源。
另一方面,从地球演化阶段来看,复杂生命起源之后,石油才被发现,更古老的年代还没有发现石油。

火星探索与生命起源


William:

现在一个科学探索方向就是探索火星及生命起源。地球虽然说经历了5次大灭绝,但生命依然繁盛着。火星也许曾经有过生命,但现在看起来什么都没有了。为什么会出现这种“地球是活的,火星是死的”情况呢?

朱茂炎:

这是很难回答的问题。地球的发动机“地核”一直在工作,其他的星球没有活动,但不确定就是完全死的。
有人预测“木卫二”冰层下含有生命物质,美国毅力号着陆点被认为是个古老的河口三角洲,极有可能找到生命活动的迹象,这种工作是值得去探索的。如果真的灾难来临,我们对其他行星了解足够多,也许可以移居,或找到另外避难的地方。
另外一个角度,我们也可以追踪生命起源本身。把地球生命演化早期历史跟火星或其他行星的演化过程进行对比,看看有没有类似的过程,如果有,也许很多未知的问题就有些答案了。
美国NASA很多科学家顾问就是古生物学家和地质学家。他们借鉴地球的地质和生物知识,去分析其他星球上相应的东西,例如对火星或其他行星进行图像分析,选址采样,设计技术装备和路线等等。
最近,我们国家嫦娥5号带回月壤,非常珍贵,月球差不多39亿年前就“死”了,表面全是岩浆岩,但是土壤里有没有这种微生物等跟生命活动相关的一些信息?这样的研究工作是必须的。

保持好奇心,做纯科学的问题


William:

其实从其他的领域去理解古生物学,也可能会给我们很大的指导和帮助,比如像您提到的分子生物学。可能未来和其他领域的科学家多多跨界合作,会更快地找到一些新的方法,学科交叉更有利于学科本身的发展和研究。 

朱茂炎:

对,古生物学按道理应该是演化生物学、生物学范畴,但一直以来却是地质学的支柱学科之一,因为古生物学最早主要是用来为地球历史建立时间表的。
在同位素定年的方法还没有发现之前,地球历史是按照生命演化的阶段性来划分的,每个阶段有自己特定的生物,用生命把地球历史划分为不同阶段。比如显生宙、泥盆纪、石炭纪。所以当时做地质研究离不开古生物学。
实际上从演化角度来说,生命和地球相互演化,是整个地球科学和生物学、生命科学的交叉学科或大学科,地球科学就是对地球开展物理的、化学的和生命的相互作用过程的研究。
这样的交叉会越来越多,像国外一些大学把古生物学设在生命科学院或地球科学院。从某个单一层面去看问题,都不是全面的。

William:

咱们国家的地质和古生物学的研究水平在全世界来讲属于哪个梯队呢?

朱茂炎:

去年,科学院给我们研究所做了一个国际评估。有两个学科,古生物学和地层学,在国际上排名前十,总体来看,我们是在国际最前沿的。
但是在学科的全面性以及创新方法和理论方面,还有一些差距。很多高科技、现代化的技术方法、定量方法以及理论模型方面,是我们所欠缺的。从我个人角度来看,我们新一代科学家就是要与国际接轨,希望能够赶超。 

William:

现在学地质古生物的年轻人多吗?

朱茂炎:

总体上还不算多。中国的整体教育还是实用主义。
1883年美国物理学家亨利·罗兰在美国科学促进会年会的讲话,他说:
“假如我们停止科学的进步而只留意科学的应用,我们很快就会退化成中国人那样,多少代人以来他们都没有什么进步,因为他们只满足于科学的应用,却从来没有追问过他们所做事情中的原理。这些原理就构成了纯科学。
中国人知道火药的应用已经若干世纪,如果他们用正确的方法探索其特殊应用的原理,他们就会在获得众多应用的同时发展出化学,甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事实,而没有寻根问底, 中国人已经远远落后于世界的进步,以至于我们现在只将这个所有民族中最古老、人口最多的民族当成野蛮人。”
这是很刺激人的。
现在我们中国在传统教育上的实用主义思想仍然根深蒂固,更多的是应用科学研究,还没有从“知其所以然”的角度去重视“纯科学”研究。
记得在南大招生的时候,学生有第二次选择专业的机会,我作为南大的古生物专业的代表花了很长时间去准备和宣讲,结果没有一个人报名,报名最多的是金融工程。
我相信,随着我们国家的社会、经济发展,随着教育的深层次改革,加上科普教育和传播途径也越来越多,希望大家在生活无忧的情况下,能从深层次的角度去思考和看问题,做“纯科学”的问题。如果不做,中国很难领先,或者很难为人类做出更大的贡献。
我希望我们的下一代能够更加重视“纯科学”的研究,保持自己原始的好奇心,人生才有意义,才有目标感。当原始的、深层的好奇心都没有的时候,就没有目标了,生活就失去意义了。



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