【校友风采】金章东:多姿多彩的地质人生

发布时间:2019-04-18作者:王珏来源:宣传部字体: 设置

见到校友金章东是在冬日一个阴霾的下午,他身着海蓝色西服,外加咖啡色皮衣,配上英伦范儿的牛仔裤,神采奕奕。在一个小时的交谈中,金章东以他的自信优雅和多姿多彩的经历,颠覆了我们对于地质工作者的刻板印象。


两次“华丽转身”奠定科研基石


1996年从西安地质学院(手机投注彩票正规网站前身)硕士研究生毕业后,金章东选择到南京大学继续深造。读博期间,他的研究方向是热液流体演化及其在金属矿床形成过程中的作用。1999年,博士毕业的他选择到中国科学院南京地理与湖泊研究所工作,成为了该所的第一位博士后。面对湖泊科学这个陌生的领域,金章东很有自信:“虽然我现在还不懂什么是湖泊,但是我觉得,地底下看不见的矿床我们都能研究明白,地表的湖泊,相信也不会困难。”


从矿床到湖泊、从地下到地表,金章东就这样开启了他科研路上的第一次“华丽转身”。他很快确立了自己的研究方向:从流域化学风化的角度研究沉积物如何从高山经过河流搬运,最终进入湖泊,并通过湖泊沉积组成的变化来反演流域经历的气候环境历史。在研究方法上,金章东借鉴了矿床演化研究中利用不同元素行为反映热液流体演化过程的思路,原本应用于风化壳、黄土风化研究的Rb/Sr比值被他创新性地应用在湖泊沉积物研究中。经过对样品数据的反复研究,他发现,湖泊沉积物中Rb/Sr比值的变化主要取决于Sr含量的变化:Sr含量越高,代表岩石流失的Sr越多,流域风化越强,其机制与黄土刚刚相反,是一个典型的“跷跷板”效应。由于研究方向和思路的开创性,进入湖泊所不到一年,他就成功申请到了国家自然科学青年基金,至今已获得五个国家自然科学基金的连续资助。此后,运用Rb/Sr比值相关机制进行湖泊、泥炭、河流等沉积物研究的方法在业内得到广泛应用。


2009年,金章东以中国科学院“百人计划”(A类)入选者身份从英国剑桥大学进入位于西安的中国科学院地球环境研究所,回到了这座他曾经待了七年的城市,这是他科研之路的第二次“华丽转身”。


谈及这次选择,还要从2002年说起。那年夏天,由中国科学院院士安芷生领衔的研究团队,在云南省鹤庆盆地实施了“中国大陆环境科学钻探工程”的第一钻。彼时,31岁的金章东在现场“跟钻”,跟安芷生院士有了第一次握手。此后,金章东一直从事这一工程相关方面的研究。2004年,安芷生院士在访问英国期间,向他提出加入自己团队的想法。在当时“孔雀东南飞”的大背景下,金章东毅然放弃东部优渥的条件,决定追随安芷生院士的脚步。“主要考虑到科研事业的发展。希望在自己所研究的领域有更大的作为。”金章东说。


来到西安,金章东着手做的第一件事情,就是在安芷生院士的领导下,用了三年多的时间,对云南省鹤庆盆地钻探得出的数据进行分析、解释,并将相关成果发表在国际顶级期刊Science上。位于青藏高原东南缘的鹤庆盆地受印度夏季风影响颇深,这里曾经是一个封闭古湖泊,发育着巨厚且连续的湖相沉积物。就是2002年的第一钻,在这里获得了666米连续的沉积岩心,这对重建冰期—间冰期印度夏季风历史来说是一种“理想素材”。经历了十来年的积累,研究团队通过对鹤庆湖泊沉积岩心获得的印度夏季风变迁时间序列的精细结构及与全球记录对比的深入分析,揭示了南北半球冰量和气温引起的跨赤道气压梯度(XEPG)的变化,重建了过去260万年印度夏季风变迁的历史,提出了冰期-间冰期印度夏季风动力学。在这项工作中,金章东将已较为成熟的Rb/Sr比值引入到指标序列,并提出用铁杉(Tsuga)作为调谐参数,为研究成果做出了重要的贡献。在安芷生院士的指导和团队成员的共同努力下,2011年8月5日,这一研究成果以研究长文(ResearchArticle)成功发表在Science上,并入选2011年中国科学十大进展和十大地质科技进展。


到2012年,国家杰出青年科学基金项目“湖泊流域化学风化”立项时,金章东在该方向上的思路已日趋成熟。在该项目中,他和团队通过探讨元素及同位素比值和其他环境代用指标,在青藏高原气候环境对流域化学风化过程制约方面得到了一系列新认识,不但丰富了流体研究内容,而且为“流体-地球化学-时空变化”三位一体的地球科学研究提供了研究实例。


剑桥享受科研之旅


2003年11月,当金章东以英国皇家学会访问学者的身份踏进剑桥大学时,还是个对科研没有太多想法的“懵懂青年”。接下来的两年多时光,对他而言,是一次由从事科研向享受科研转变的宝贵旅程。在剑桥,实验室是随时开放的,每个实验室均有预定日程表。但在进入实验室开展测试和分析之前,教授会与学生和团队成员进行细致的交流讨论,制定实验方案,填写各类名目繁多的安全操作表格,并且随着实验的进行,不断进行调整甚至全盘否定。“这样的运行方式,最初给我的印象是有些教条。每个人要用实验室或仪器都要预定,并且全部自己操作,刚开始一段时间内每天就是熟悉各个实验室、学习实验流程、仪器操作……”由于此前有些仪器从未接触过,加上语言上的障碍,金章东在最初的七八个月里有些无所适从,甚至觉得“恐惧”。等到基本了解所用仪器操作及其运行方式后,他慢慢感觉到轻松自如,开始享受起这种科研状态:“所有的步骤,都是自己可以控制的。数据从何而来,准确率怎么样,问题出在何处,你都了然于胸。在实验室的时候,特别是仪器运行的空隙,是我们讨论最多的时候,也是讨论最深入的时候。一些想法,或对一些数据的认识和解释,或对下一步的设想,大多数是在这种时候不经意产生、甚至迸发的。到后来,当你拿到自己想要的数据时,真的会很兴奋。”


在剑桥大学的宝贵经验,也深刻地影响了金章东科研和培养学生的理念和方法。回国后,在中国科学院“百人计划”的资助下,金章东拥有了自己的研究团队和实验室。他将自己在剑桥大学体验到的科学精神和理念带到科学研究中,逐步建立起了一个拥有自由探索氛围群体和研究生培养机制。“每个研究生入学之初,甚至报考之前,我都会与其交流并讨论他/她对科学研究的认识,然后根据他们的专业背景和兴趣选择研究方向。”金章东相信,兴趣才是研究的第一要素。在这样的理念下,他团队里的研究生基本每人一个相对独立的小方向,再通过组织经常性的讨论交流来有的放矢地深入钻研,让他们对不同方向有所了解,开阔思路,激发新的灵感。在实验室里,每个成员在开始分析样品之前,都必须清楚了解实验的每个步骤和仪器的各项性能,全程自己操作。而推荐学生出国深造时,他也要求学生必须“有想法,知道自己出去要做什么”。目前,他培养的几乎所有博士生都有出国交流学习的经历,有5位毕业的博士正在英国和法国交流、访问。随着这种科学精神的带动、科研程序的规范化,以及自由氛围的建立,研究团队每年的成果产出渐增。


汶川震区十年如一日的坚守


2008年5月12日的汶川地震,是人们心中无法忘却的巨痛。十年来,金章东领导的研究团队一直在汶川震区从事着地震与环境效应的研究工作。这项工作的开展,也与剑桥大学有着很大的渊源。


金章东在剑桥时因同一个指导教授与现在美国南加州大学的Joshua West博士相识。2009年8月,Joshua到四川进行野外科考考察汶川地震后的滑坡侵蚀和灾害,并邀请金章东参加他的项目。双方一拍即合。Joshua的研究项目在第二年便获得了美国国家科学基金会的资助,并将同在剑桥大学获得博士学位、现为杜伦大学教授的RobertHilton拉进了研究团队,加上同样毕业于剑桥大学的于际民博士,形成了跨越四大洲的“剑桥鹰之队”。他们的合作研究还获得了两项中国科学院“外籍青年科学家计划”、一项国家自然科学基金委的“外国青年学者研究基金”和中国科学院对外合作重点项目的共同资助。在团队中,金章东根据国际科学前沿和自己的研究特长,理出了详细的研究思路和方案,将重点放在了滑坡对地表环境的影响,特别是化学风化对河水和悬浮物化学组成及碳循环的影响方面。从2009年下半年开始,金章东带领他的团队在在岷江流域选取了四个水文站,连续采集河水和悬浮物样品,每周采集一次,一直持续至今。在此过程中,金章东的博士生汪进先后三次在杜伦大学开展实验和合作研究,通过与RobertHilton博士的联合指导顺利获得了博士学位,毕业后即到杜伦大学开展为期三年的博士后研究。


近十年间,金章东研究团队通过对岷江、沱江、涪江三大河流16个站点地震前后悬浮物通量的比较,利用卫星影像图绘制了滑坡地图,计算得到滑坡物质的体积,评估了2008年汶川地震对河流输沙量的控制过程和可能的影响时间,系统评价了地震对化学风化消耗无机碳、沉积物埋藏有机碳的双重影响,其研究成果以3篇系列论文的形式发表在Geology杂志上,成为国际上为数不多的有关单一构造事件对地表环境过程影响的系统性研究。


2018年5月12日,为纪念汶川地震10周年,研究团队在成都参与组织召开了两个国际学术会议,邀请世界各地的专家来看灾后重建,一起关注地震及其环境影响。金章东说,2008年汶川大地震虽然已经过去10年,但地震造成的后续环境影响却是长期的,可能会持续几十年、上百年,甚至更久:“这个工作是非常艰苦的,但是我们一直坚持到现在,希望持续监测这样的灾难事件对当地环境和居民生活的影响,更希望了解自然是如何修复一次类似2008年汶川地震这种灾难性事件产生的破坏,以什么样的方式回到原来的状态的。”“虽然是基础研究,但对于当地的道路建设、饮用水保护、生态环境修复等,都是非常重要的环节。我们希望监测个十年、二十年,或者更长时间。”通过基础数据的长期积累帮助解决实际问题,让人们更加了解所生活的环境,正是他们开展这项研究的意义所在。


浓情系母校寄语后来人


从1989年到1996年,金章东在西安地质学院度过了七年的青春时光。大学期间,几乎每个寒暑假,他都主动帮导师和学院的其他老师做项目、到野外勘探:“我身体比较好,适应能力强,老师们也都比较喜欢我。”回想起大学期间野外实习的经历,金章东对住帐篷印象深刻:“我第一次住帐篷就住了整整两个月,而且是在新疆鄯善荒无人烟的戈壁滩上。”虽然野外条件艰苦,不过谈到那些经历,金章东还是觉得快乐而又充实,也成为了他多姿多彩人生的重要组成部分。大四毕业实习时,在青海冷湖,金章东和班上的另外三名同学到青海冷湖做金矿调查:“冷湖的山势陡峭陡,土壤表层一层盐碱,却很松软,一踩就很容易滑下来。我体质很好,速度很快,快速地掌握了上下山的诀窍。最后,我们四个人中只有我整天在山上跑。”


近年来,金章东经常回母校做招生宣传、学术报告。2019年1月,在正规手机彩票app举行的“杰青校友回母校”活动中,金章东送给在座的学弟学妹一句话:一个人首先要有追求,然后再根据自己的兴趣找到适合自己的专业方向,那么离你人生的成功也就不远了。“有追求”和“有兴趣”,正是他多姿多彩科研经历的心得。如今,还在继续监测包括汶川地震在内的气候、构造事件对环境影响的金章东研究团队,仍然在这条路上坚韧地前行着,有苦也有乐。


金章东与汪进访问杜伦大学