人类真的认识地球了吗？地球科学的未来应走向何方？中国科学家在其中能有怎样的作为？

当21世纪走过四分之一，中国科学院院士、同济大学海洋与地球科学学院教授汪品先接受本报记者专访，阐述他经过近一年沉思后的想法。

1999年开始在南海实施4次大洋钻探，2011年开启国家自然基金委“南海深海过程演变”重大研究计划，通过多年扎实的实证研究，汪品先于2019年提出“南海不是小大西洋”的论断，由此对国际地球科学的“欧洲中心论”提出挑战，并呼吁建立“中国学派”，为地球科学创建系统理论。

2024年，米寿之年的汪品先经历了一场大病。病房时光反而为他屏蔽了种种琐事，使他更加专注于文献阅读与思考。他说：“属于我的时间已十分有限，但我希望能用自己的思考，为下一代地球系统科学的发展指示一些发展方向。”

汪品先病房近照

不能忽视自然之力，“人类中心论”需审视

“应对全球变暖的研究始于上世纪80年代，现在称为地球系统科学。它在历史上开创了由科学家提出问题而成为国际政治热点的先例。但什么是下一代的地球系统科学？目前人类是否已真正了解地球变化的规律？在探讨人类活动对气候变化影响的同时，是否还应更深一步探究自然之力的作用？”

随着一连串问题脱口而出，汪品先开始进入大脑飞速旋转的思考状态——

地球科学在上世纪80年代写下了灿烂篇章：为了追踪温室气体的去处，人类历史上第一次跨越地球表面圈层，进行“上穷碧落下黄泉”的科学调查，发现从大气到海洋、从生物到岩石，地球表层是一个牵一发动全身的整体，这就是地球系统，同时也推动了可持续发展的新方向和新能源的发展。

40多年过去了，地球系统科学的未来发展向何处去？国际主流观点主张自然科学、社会科学和技术科学相结合，探求人类活动产生的影响和解决办法；我国学术界则主张在研究人类活动及其对策的同时，重点探索地球系统自身的变化规律。

汪品先说，两者的分歧在于一个基本判断：前者认为自然变化已基本清楚，重点探索的是人类活动，因为人类已经在主导地球系统；后者认为自然变化的规律远未探明，尚谈不上人类主导。这种分歧，在学术界有明显的反映。

1986年，美国航空航天局（NASA）最早绘制出地球系统概念模型。在这个模型中，人类活动只是生物圈的一部分，但会对气候变化产生影响。而在2020年国际权威的新概念模型中，人类已不再属于生物圈，而是一个独立的“人类圈”，人类燃烧化石燃料也与太阳、火山并列，成为推动地球系统运转的外力驱使。

在汪品先看来，新模型的背后不仅隐藏着“人类中心论”，还忽视了目前地球科学的弱点——科学的价值在于解释过去、预测未来的能力，而这恰恰是地球科学的弱点所在。

汪品先回顾了过去50年间国际主流学术界对“下次冰期”的预测：1972年，美国学者坚信“假如人类不加干涉，暖期将很快结束”，还致信尼克松总统，要紧急行动防止“几千年、甚至几百年后”的新冰期；而2002年有学者在《科学》杂志撰文称，本次间冰期“至少延续5万年”，即意为“冰期还早着呢”；最近的预测则认为，“由于人类活动，地球系统正在摆脱典型的冰期-间冰期旋回，进入暖室期”，新冰期之说“一笔勾销”。

“这是科学的预测吗？”他反问。

“更何况，人类对地球近百万年来气候变化的影响都清楚了吗？”汪品先提到，在距今1.29万年至1.16万年前，就在人类进入新石器时代的前夕，冰期结束后正在逐步回暖的地球，又突然出现了上千年的冷期，学界长期以来认为其原因是融冰水切断了深层洋流的源头，这也就是灾难电影《后天》的背景。但是这项假说被钻探结果所否定，现有证据出人意料：最大可能是小行星撞击地球的结果——北美广泛分布的含有金刚石微粒的富碳黑色层，就是撞击留下的痕迹。

新石器时代前的千年冷期可能由地外因素引起

“不同时期的预测之所以变化如此之大，假设之所以这么快被事实否定，根源在于人类对地球的认识还非常不足。”汪品先认为，相对短期的变化必须在长期变化的背景下才能解释——对自然过程认识不清楚，就不可能得出正确的结论，这正是几十年来学术界观点反复和争论不断的原因。

2024年3月，国际地层委员会投票否决了“人类世”列入国际地层表的建议，或许就是对“人类超越自然”的一种否定表态。汪品先说：“放下以人类为中心的执念，从更全面系统的视角，多维度地认识地球，才可能探明地球运行的根本规律，对未来作出更准确的预测。”

南海不是小大西洋，“欧洲中心论”需超越

如何更加科学、客观、准确地认识我们居住的地球？汪品先认为，目前地球科学国际主流学术界存在“欧洲中心论”，这在某种程度上对人类正确认识地球系统的演化规律形成了阻碍——下一代地球系统科学要冲破以欧洲为中心的研究范式。

现代自然科学起源于欧洲，地球科学先天带有某种程度的欧洲烙印。“盲目套用欧洲的发现很容易出错。”汪品先说，阿尔卑斯山的地貌提供了大冰期的证据，中国庐山虽也有相似地貌，却是泥石流造成的，有人误将其当做冰川地貌，建立了“庐山冰期”地质序列，误导了国内学界几十年。而这并非个案，“类似误导陆上有海里也有，我们的任务是去伪求真，而不是埋怨前人”。

汪品先提到，我国长达25年的大洋钻探提供了深海研究的机会。第一次大洋钻探揭示了南海3000万年的记录，发现气候演变的经典认识在南海行不通。学界历来认为，北纬65度的太阳辐射决定全球气候周期，而南海气候记录是受低纬度太阳辐射量控制，于是我国科学家提出了气候演变“低纬驱动”的新认识。而更大的冲突，还是在南海的构造成因上。

海洋盆地的成因是深海研究的重点，世界上当数北大西洋研究最为透彻，因此一系列学术标准和模式也由此引出。故而，近二三十年来，国际学术界主流观点认为南海的形成属于北大西洋的翻版，只是规模小、年代短而已。

“不过，南海三次大洋钻探的结果出乎意料，我们取上来的岩芯否定了原先主流观点假想的模式。”汪品先说， 原先所期待的长期风化的岩石没有出现，采上来的是指向强烈岩浆活动的玄武岩。“这确实在意料之外，但是在情理之中。”汪品先说，大西洋张裂发生在大陆板块的中央，南海张裂却是在大洋板块的俯冲带，岩石圈的背景根本上是不同的，所以中国学者提出了“板缘张裂”的新概念。

“地球科学从欧洲起步，但不应只局限于欧洲。”从南海研究中，汪品先已觉察到，东亚和西太平洋的深海研究将可能在未来取代北大西洋，成为地球系统科学的新中心——

从地图上看，东亚-西太之间有着地球系统里最活跃的交接带，从珠穆朗玛峰到菲律宾海沟，4000公里的水平距离居然能有近2万米的垂直落差，这是地球表面最大的陡坡。

从板块构造演变来看，板块学说产生的基地在大西洋，重心在于大陆板块的破裂和大洋板块的扩张，而西太平洋的特色则在于大洋板块的隐没和大陆岩石圈的增生。

海底地形显示出两大洋的不同性质

“当今诸大陆主要是联合大陆崩解的产物，唯独亚洲是拼贴而成的，也是未来超级大陆的雏形。”汪品先认为，如果板块理论研究可分为上下两集，现在大西洋主演的“上集”将逐渐告一段落，而东亚-西太主演的“下集”正在粉墨登场。

然而，要跳出现在仍占据国际学术主流舞台的欧洲研究范式，并非易事。

“现在的科研有碎片化的倾向，对于论文期刊档次的追求，是一种不好的导向。”汪品先坦言，目前高分学术期刊上发表的论文，多为国际学术界的主流观点，科学家如果只是为了在上面发表论文，有可能牺牲真正的学术创新与探索，“跟在别人的观点后面走，论文发表数量再多，也改变不了‘两头在外’（科学思想和论文发表）的尴尬”。

更值得注意的是，在全球气候变化成为国际热点的背景下，欧美相关研究不可避免会受到某些政治因素的影响。在支持广泛充分国际学术交流的同时，汪品先提醒中国科学家千万不要盲目“跟着走”，而是要走自己的路。

2022年，美国科学院为美国国家科学基金委制定的报告中提到，下一代地球系统科学的发展方向应是“自然过程与社会过程互动”。汪品先认为，这会将更多非科学因素牵扯到地球科学中，“如果我们没有自己的学术思想主心骨，科研走向就可能被带偏”。

“对于可持续发展、环保减排、双碳战略，我都非常赞成和支持，毕竟很多事情不能等到科学家完全研究清楚了再做。”汪品先强调，在地球科学发展的下一个阶段，中国科学家应寻找自己的发展方向，作出自己的独特贡献。

从“集邮”到“侦探”，“中国学派”需抓住机遇

“直到今天，地球科学还没有形成自己的理论，现在所说的理论，都不过是其他学科在这个领域的应用。”汪品先感叹道。

他认为科学发展有两步：头一步是现象描述，好比集邮；下一步是探索规律，好比侦探。

有了规律就有理论，也才有预测能力。自上世纪80年代诞生以来，地球系统科学正在跨出第二步，但至今尚未形成自己的理论体系。原因是地球系统的范围太广，“描述”的范围至今太窄。“缺乏正确的理论体系，就难以认识地球演化的规律，自然也无法精准预测地球的未来。”在汪品先看来，这正是中国地球科学家最大的机遇——将地球科学从“集邮”推向“侦探”，建立有预测能力的理论系统。

为此，他认为要拓展地球系统科学的时空视阈。虽然人类近几十年来在探索外部宇宙和地球内部上取得了惊人的进展，但这些外部驱动还都没有纳入地球表层系统演变的研究范畴；虽然生命科学发展进入了分子生物学时代，为揭示生物圈的变化开拓了新境界，但这些还都没有被吸取为地球系统科学的内容。

中国科学家应该朝哪个方向努力？汪品先认为，当西方主流学术界强调人类的作用，我国的地球科学基础研究则可着重关注地球系统的自然过程——从地球系统本身的时空尺度研究其演变机制，是揭示自然规律的唯一途径。

他呼吁国内各领域科学家围绕这个重大而根本的科学问题携手攻关。“那将有望在未来形成独树一帜的中国学派，甚至引领全球地球科学发展。”他说，“我们面前的两大障碍就是‘人类中心论’和‘欧洲中心论’。当今流行的世界地理就是以欧洲为中心。我们常说的‘新大陆’，或者把亚洲分成近东、中东和远东， 其实都是从以欧洲为中心出发才有的名称。”

当前，中国的自然科学正处于转型关键期，需要从“原料输出”转向“材料深加工”，并进一步争取形成中国自己的学派。

汪品先坚信，在19世纪进化论、20世纪板块活动论之后，21世纪的地球系统科学必将成为地球科学的第三次革命，催生地球科学自身理论的产生。“中国科学家遗憾地错过了前两次理论的创建，但有可能在这一次的理论孕育和建立中，作出无可替代的贡献。”

接下来的日子里，汪品先希望抓紧着手推动这一战略观点的落实。

2010年至今，中国的地球系统研究已经出现燎原之势。2024年出版的“中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035）”地球系统科学卷中，汪品先主持的“地球系统科学战略组”选定“重新认识海洋碳泵”“水循环及其轨道驱动”“东亚-西太的海陆衔接”三个方向作为未来的学术突破口。他说，这些研究方向可能在新认知上重建气候演变的学说，从而更精准预测地球未来。

“地球系统科学的本质是宇宙观，其发展也是形成新文化的途径。”汪品先表示，自明朝以来，中国通过传教士、留学生接受西方的科学文化，如何摆脱这位老师，走中国自己的科学道路，触及到深层次的科研文化氛围的营造。