【強(qiáng)國(guó)報(bào)國(guó) 賦能未來(lái)】13.6億年前地球海洋水溫多高？這個(gè)謎團(tuán)被破譯！
發(fā)布時(shí)間:2025-11-25 | 來(lái)源：宣傳部 | 瀏覽量：
“13.6億年華北克拉通的海水溫度，竟然只有26.9攝氏度！”這一結(jié)果遠(yuǎn)低于前人研究對(duì)該時(shí)期古海水溫度的普遍估算。這個(gè)看似簡(jiǎn)單的數(shù)字，背后卻蘊(yùn)含著地球演化的重要密碼。
近日，中國(guó)石油大學(xué)（北京）李平平教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)石油大學(xué)（華東）郝芳院士在國(guó)際頂級(jí)期刊《Science Advances》上發(fā)表論文，首次利用碳酸鹽團(tuán)簇同位素技術(shù)，成功重建了中元古代時(shí)期的海水溫度和氧同位素組成，為理解地球早期環(huán)境演變提供了關(guān)鍵證據(jù)。
因熱愛(ài)而堅(jiān)守
在這個(gè)追求“短平快”科研成果的時(shí)代，李平平卻選擇了一條與眾不同的路——為了這一篇論文，他整整堅(jiān)持了三年。這期間，他沒(méi)有發(fā)表其他研究成果，過(guò)程中一定是需要巨大的勇氣和定力。
“每年年底，看到同事們紛紛拿出成果，而自己卻顆粒無(wú)收，說(shuō)沒(méi)有壓力是假的。”李平平坦言，“但我始終相信，有價(jià)值的科學(xué)研究需要時(shí)間的沉淀和積累。”
這項(xiàng)突破性研究的種子，早在2016年就已埋下。當(dāng)時(shí)，李平平在美國(guó)訪學(xué)期間首次接觸到碳酸鹽團(tuán)簇同位素技術(shù)。“這個(gè)技術(shù)的精妙之處在于，它可以直接確定礦物的形成溫度，而不依賴于碳酸鹽礦物與流體的氧同位素分餾關(guān)系。”李平平介紹道。
回國(guó)后，李平平一直在尋找能夠發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)價(jià)值的科學(xué)問(wèn)題。在一次學(xué)術(shù)會(huì)議上，李平平突然意識(shí)到，華北克拉通可能保存著地球上罕見(jiàn)的、未發(fā)生顯著蝕變的中元古代碳酸鹽巖。這個(gè)靈感讓李平平看到了研究方向。
然而要揭開(kāi)這個(gè)遠(yuǎn)古謎題，首先要找到一把合適的“鑰匙“——那就是保存完好的巖石樣品。李平平帶著學(xué)生踏上了前往河北張家口的采樣之路。
“三上張家口”的執(zhí)著
第一次采樣并不順利。“我們?cè)谀瞧降剞D(zhuǎn)了好幾天，就是找不到理想的樣品。”李平平坦言。那些形成于13.6億年前的巖石，必須找到最大埋藏溫度未超過(guò)100°C的樣品，才能保證巖石未發(fā)生顯著的成巖蝕變和團(tuán)簇同位素重排，才能保存著原始信息。
團(tuán)隊(duì)成員、博士生賀士杰補(bǔ)充道：“根據(jù)野外踏勘圖，我們第一次去的位置比較粗略，采回來(lái)的樣品效果不理想。”
轉(zhuǎn)折出現(xiàn)在第二次采樣。就在團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)備無(wú)功而返時(shí)，一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn)讓他們驚喜萬(wàn)分。“我們看到一戶村民正在修房子，挖掘機(jī)挖開(kāi)的地層讓我們眼前一亮。”李平平的聲音中依然帶著當(dāng)時(shí)的興奮，“那是最新鮮的巖石剖面，這種情況也是可遇不可求，非常幸運(yùn)。”
為了確保樣品的代表性，團(tuán)隊(duì)第三次前往張家口，在相鄰點(diǎn)位找到了相似的地層。“科學(xué)研究必須嚴(yán)謹(jǐn)，我們要確保這不是一個(gè)偶然現(xiàn)象。”
精益求精的實(shí)驗(yàn)歷程
采回樣品只是第一步，更艱巨的工作在實(shí)驗(yàn)室里。賀士杰詳細(xì)描述了實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜過(guò)程：“我們使用的是高分辨率質(zhì)譜儀，從信號(hào)采集到數(shù)據(jù)處理，整個(gè)流程非常復(fù)雜。大部分樣品我們都重復(fù)測(cè)試了5到7次，確保結(jié)果的可重復(fù)性。”
“最極端的一個(gè)樣品，我們反復(fù)測(cè)試了9次，單這一個(gè)樣品就花費(fèi)了近萬(wàn)元。”李平平說(shuō)。但這種精益求精是必要的——只有數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到保障，研究結(jié)論才能站得住腳。
李平平對(duì)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)程度讓賀士杰印象深刻：“李老師要求我們從最原始的質(zhì)譜儀信號(hào)開(kāi)始處理。他會(huì)親自檢查每一組數(shù)據(jù)，如果發(fā)現(xiàn)溫度異常，就會(huì)調(diào)出當(dāng)天的原始信號(hào)，查看是否是儀器不穩(wěn)定導(dǎo)致的誤差。”
厚積薄發(fā)的突破
2023年，學(xué)校組織參觀“永遠(yuǎn)的鐵人”主題展覽。展覽中看到的王啟民校友的那句“我們科技工作者要艱苦創(chuàng)新”，李平平一直記在心里，對(duì)他影響很大。
這三年，每當(dāng)李平平感到彷徨時(shí)，總會(huì)想起這句話。
而李平平的科研態(tài)度也影響著他的學(xué)生。團(tuán)隊(duì)成員賀士杰表示：“跟著李老師科研的過(guò)程，讓我們明白，真正的科研不是追求論文數(shù)量，而是要解決真正的科學(xué)問(wèn)題。”
他舉例說(shuō)，李平平每次讓學(xué)生做實(shí)驗(yàn)，都不是簡(jiǎn)單地送樣了事，而是要求全程參與。“有時(shí)候?yàn)榱艘粋€(gè)實(shí)驗(yàn)，他會(huì)額外支付差旅費(fèi)，派我們親自去外地實(shí)驗(yàn)室參與操作。雖然這樣成本更高，但他認(rèn)為只有這樣，學(xué)生才能真正把握實(shí)驗(yàn)中的不確定性。”
李平平表示，“我們現(xiàn)在已經(jīng)掌握了13.6億年前的溫度和海水氧同位素組成數(shù)據(jù)，下一步要努力探索更多地球未解之謎。”
從13.6億年前的古老巖石，到今天實(shí)驗(yàn)室里的精密儀器，李平平和他的團(tuán)隊(duì)用三年的堅(jiān)守證明：在這個(gè)追求快速成果的時(shí)代，真正的科學(xué)真相永遠(yuǎn)青睞那些能夠沉下心來(lái)，甘坐冷板凳的人。正如他所言：“科研不是趕集，心浮氣躁出不了大成果。只有厚積薄發(fā)，才能解碼地球最古老的秘密。”
（編輯 李煜）
