地球科学十年

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变化是世界前行的引擎和动力。迄今为止,《自然地球科学》已经陪伴地球与行星科学走过了十年令人难忘的旅程。在此期间,该刊发表了许多令人印象深刻和出人意料之外的新认识。在庆祝创刊十周年之际,我们邀请一批专家撰写了一些具有评述性质的“新闻与观点”专栏文章,回顾了地球科学领域过去十年来取得的很有意义的新进展,以及从相关论文发表以来对各自学科的影响。

当然,我们只能对部分热点进行报道,这里选择了六个我们认为很重要的主题:①大地构造对大气圈组成成分的影响;②如何根据环境特点来确定海洋浮游生物的元素组成成分;③地(球)–月(球)系统的形成;④二十一世纪初气候开始缓缓变暖的原因;⑤海底热液喷出口、微生物生命与海洋化学之间的相互联系与反馈;⑥自2000年以来地球气候的区域性变化与全球变化。为了彰显个性,我们另外还增加了两篇短文,介绍了对我们两位编辑的科学历程曾经产生过影响的论文。

对于地球科学近十年的看法,我们希望能够听取更多读者的意见,尤其是那些处于其职业生涯早期的读者(工作经验不超过五年的学生或博士后)。我们正邀请一些早期的专业的地球科学家写信给我们,以故事的形式告诉我们是哪些文章鼓励或改变了他们的研究方向。其中那些最好的故事将在2018年的《自然地球科学》的“新闻和观点”栏目上发表。

过去十年来,地球科学已经发生了很大变化。有关地球自身的学科和行星科学之间也走得越来越近。例如,过去气候和大地构造之间的相互联系(通过深层次的碳循环来调节大气成分)近年来引起了人们极大的兴趣;环境科学家和经济地质学家都在共同努力,向社会科学界伸出援手,以便在保持二十一世纪地球环境宜居性的同时,提供足够的金属和矿产资源,保证食品、水和能源安全。古气候已成为气候变化科学不可分割的一部分;火山学家和气候学家通常与历史学家一起工作,以便更好地了解过去、现在和将来的气候变化情况。

地球和行星科学在研究方法和研究方向上都有交叉。关于这方面的进展,本刊中的两篇评论可以说明:①Hand与German认为,深海研究,在设计复杂而精密的机器人系统进行原位分析方面,有很多地方需要向太空探索学习;我们对地球海洋和太阳系以外空间的认识可以相互借鉴。McGouldrick注意到,如果我们想要了解系外行星(exoplanets),就有必要对太阳系颈部的行星大气成分的多样性进行比较,并获得更深入的认识。

此外,科学界与社会之间的紧张关系也愈演愈烈,公众对科学发现的眼光也越来越苛刻。记得2009年的气候门(Climategate)丑闻曾在科学界掀起了不小震动,当时一些气候科学家的电子邮件被黑客获取,其中对不当行为(篡改气候数据)的指控后来在公众当中引起了激烈的争论。几年之后,地震学家又被指控并在意大利拉奎拉(L’Aquila)审判中认定其犯有谋杀罪,因为他们没有能够预测到并及时告知公众即将要发生的地震威胁。有鉴于此,地球科学界已经在通过保存数据、计算机代码和方法以及与社会公众进行更好的沟通,来共同致力于建立更好的问责制度。

关于地球和这个宇宙中的其他世界,还有更多需要探索的地方。在我们这样做的时候,最重要的是要继续与整个社会进行对话和交流,谈话内容包括基础研究和如何拯救地球。如果我们能把这种对话建成为一种真正的双向互动机制,未来十年将是地球和行星科学更加激动人心的时期。

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