报告会现场 杨安摄影

侯增谦院士谈地球系统科学 杨安摄影

【本站讯】11月3日，中国科学院院士侯增谦做客第35期黄岛讲坛，为师生作题为“地球系统科学：需要关注的科学前沿和研究方向”的专题报告。校长、中国科学院院士郝芳主持讲坛，300余名师生听取报告。

地球系统科学就是将大气圈、生物圈、岩石圈、地幔/地核作为一个系统，通过大跨度的学科交叉，构建地球的演变框架，理解当今的演变过程，预测未来几百年的变化。侯增谦院士从“解决宜居地球问题的关键，21世纪地学研究的突破口，基金委地学部的四大前沿研究领域之一和基本构想与科学战略”四个方面对地球系统科学做出简单介绍。

“地球上所发生的任何一种局部的过程或现象都不是孤立的,都是地球系统变化的反映。”解决宜居地球的问题需要地球系统科学提供理论的支撑。“十九世纪的进化论解决了地球生命的演化；二十世纪板块构造理论解决了大洋板块的生和死；到了21世纪，我们再不满足只看单一的圈层，二十一世纪的科学前沿是建立地球系统科学，解决人类宜居地球的问题。”侯增谦院士强调地球系统科学是基金委地学部的四大前沿研究领域之一，其未来的发展趋势是从局域到全球，从定性到定量，从描述到机理，从模式到预测。

西方发达国家和许多国际组织的地球科学战略都提出了“地球系统科学”构想，但对“地球系统科学”基本框架的理解仍存在明显差异。如德国基金会（2000-2015）提出从认识过程到管理地球的认识；美国地质学会、伦敦地质学会认为地球系统科学是穿越层圈，横跨时空的，并将它引入全球变化概念，强调45亿以来地球系统演化等。

众多国际科学组织联合推出的未来地球10年大科学计划，整合全球全球环境变化计划，推进地球系统科学与社会科学大跨度融合，为解决全球可持续发展提供科学知识，共同面对全球环境变化的挑战。

侯增谦院士详细论述“地球深部过程、壳幔物质循环、圈层相互作用和圈层动力过程”地球系统科学四大科学前沿与研究方向。

探索地球深部过程是揭示地球运行驱动机制的基础。地球深部过程是驱动地球运行的引擎，侯院士将地球形象地比作一架钟表，其内部的机械系统控制这钟表的精确工作，但目前大多数人对这个机械系统的内部结构、组成、运动机制知之甚少。他认为地幔D层是地球深部与表层相互作用的关键所在，并解释了深下地幔释氢储氧现象。

揭示壳幔物质循环是理解地球物质的运动规律。以花岗岩体群为一系列“深钻”，通过Nd-Hf同位素填图，示踪深部新生、古老地壳范围，解决岩石圈三维架构、壳幔相互作用、地壳生长等三大问题。侯院士研究揭示了碰撞带新生地壳/古老地壳/再造地壳的空间分布，再塑地壳生长过程和生长机制，揭示岩石圈三维架构及其对成矿系统的控制，用于查明成矿规律和区域成矿预测。解释了壳幔物质循环，地球内部水循环和地球内部碳循环。

研究圈层相互作用理解宜居地球的时空演变。圈层相互作用，是地球系统科学的研究核心。圈层相互作用十分复杂，首先要侧重研究海-陆-气相互作用、水-土-气相互作用和人-地耦合与相互作用。地球关键带调制整个地球表层系统的运作，深部、固体圈层的动态过程控制了季风系统演变，生物与环境的协同演化是研究的前沿。

整合圈层动力过程模拟和预测地球未来变化。共同科学问题是理解地质-人类尺度，联系地球各个系统变化的过程与机制。固体圈层运动是缓慢-长尺度过程，而人类面临的环境问题是快速-短尺度过程，圈层过程整合处于酝酿阶段，研究成果能够提高环境的可预测性。面向预测的多圈层要素耦合的地球系统模拟正在成为可能，但要科学准确地预测地球系统的演变，仍有很长路要走。

侯增谦院士总结指出，地球系统科学方兴未艾，任重道远。侯增谦院士的报告介绍加深了与会人员对地球系统科学内涵的理解，明确地球系统科学的重要研究方向，为专家学者用地球系统科学的视角重新认识含油气盆地提供重要指导。

侯增谦，中国科学院院士，矿床地质学家。现任国家自然科学基金委员会副主任、党组成员。历任中国地质科学院院长助理、副所长、所长。国家杰出青年基金获得者、973项目首席科学家、深地资源项目负责人。兼任国际地学计划（IGCP）中国委员会主任、中国青藏高原研究会副理事长、国际应用矿床地质学会（SGA）区域副主席等职。获国家科技进步奖特等奖1项、国家科技进步奖一等奖1项、国土资源科技成果一等奖4项，以及李四光地质科学奖和国际经济地质学会（SEG）区域副主席讲席奖，主编英文专集4部，出版中文专著4部，发表SCI论文180余篇，SCI他引5000余次。