“人生七十古来稀”，在我从事地学研究五十年之际，《科技日报》记者约我撰文谈一下我的研究体会。在要退居“幕后”时我梳理了一下思绪，借此机会对后来者说几句自认为很要紧的话。以下的讨论分为四个方面。
如何看待人类对地球资源开发的依赖
近年来，关于“第六次科技革命”在媒体上已经说得很多了。“信息时代”、“纳米时代”、“生物工程”、“海洋工程”等新的科技名词已经家喻户晓。虽然地球科学在“第六次科技革命”中很少有人提及，不过，“新能源”却是当今备受关注的科技革命议题。有了新能源，社会进步才能走入新时期。
在原始社会，人类不懂得利用能源，后来进入了农牧社会，人们学会了利用太阳能和流水的重力势能，并且学会了用铜、铁等矿物资源制作工具。当西欧大规模开采煤炭并用于蒸汽机动力时，揭开了工业文明崭新的一页。19世纪末，石油的开发使工业文明进入高峰期，以至于现今的城市一天也离不开汽油。
我们国家能源结构的情况是，90％以上来自煤炭、石油、铀矿等不可再生的地球资源，这种格局的根本改变，至少需要50年的时间。我国的煤矿储量90％以上集中在北方，在50年内可以保证供应，但是目前地下煤矿的现代化开采不仅成本高，而且耗费大量水资源。北方地区的水资源本来就匮乏，生态环境很脆弱，如果加大煤矿开发的力度，就很可能导致该地区荒漠化加剧，结果得不偿失。
全世界的石油、天然气储量也许还可能再用50年；但是，中国当前一半的油气已经靠进口，一旦世界发生战乱，或者全球性的石油危机，后果则不堪设想。近年来，在我国西北几个盆地中已发现多个大型、特大型砂岩铀矿，它鼓舞了不少核专家发展核电的热情。但是，即使大力推广核电以代替煤电，50年后，核电对能源工业的贡献也不可能超过煤电；何况今年日本东海岸大地震所导致的核电站泄漏事件，以及核废料处理问题的复杂性，总使人们对核电安全产生疑虑。另外，地球资源开发及其产品的利用在不同程度上所造成的环境污染，亦为民众（尤其是城市居民）深恶痛绝。
人类文明发展到今天，正处于能源开发上的两难境地。摆脱困难靠的不是计谋或策划，而是社会精英的责任感和智慧。从物理学上看，能量分为：势能、动能、热能、声能、光（电磁）能、核能及化学能七大部类，对应的能源可分为物质能源及非物质能源两大类。人类可利用的能源最终取自自然界。在自然界，声能与打雷、闪电、暴风骤雨、潮汐、火山、地震等伴生。但是，由于人类还无法准确预测这些突发事件，因此，声能的利用目前还只能忽略不计。在自然界，动能与刮风、潮汐、火山、地震等伴生，但由于人类还无法准确预测火山、地震，目前主要可利用的动能是风能与潮汐能量；其实，风能来自太阳能，潮汐能来自月球引力势能。自从水车发明之后，重力势能就开始为人类所用，从原理上说，水力发电并不是能源的创新，而只是能源转换的创新；因此，电动汽车使用的也不是真正的“新能源”，因为电力使用的多元能源，其中主要成分为旧能源。日出日落，周而复始，古人认为，太阳的能量是可以再生的；但据推测太阳能与100亿年前相比，至少衰减了几十个级次，实质上仍然是不可再生的。对人类而言，太阳就是光明的象征，给予人类的不仅有免费的光能、热能和核能，还有次生的风能和储存在生物体内的各种能源。从广义上说，煤和石油也是史前地球内储藏的太阳能转化为物质能源的副产品。在沙漠中铺设硅板，到海边建设大风车，扩大收集太阳能的规模，提高采集、转换、储存和利用太阳能的效率，仍然是当前工程科学长期奋斗的目标之一。但是，太阳是“天”，人永远胜不了“天”。自称“人定胜天”的人一定是个不可救药的“自大狂”。太阳有100亿年的历史，人类只存在了几万年，人类有什么能力能够战胜太阳？这就是说，太阳能的利用具有规律性，但也具有不可控制性。农业、畜牧业都是利用太阳能的典范，人类根据太阳能的规律性，创造出循环的经济运转模型，也根据其不可控制性建立了消灾减灾、持续发展的社会制度和运作模式。现代人当然不会满足于已有的成就，总是想通过发明一个机器100％地利用太阳能，以实现工业社会的可持续发展。不过，对此我们还要等待相当长的时间，至少在21世纪物质能源仍然不可取代。
“能源资源”这个词，讲的主要是物质能源。例如，“能源危机”一词中的能源，就与太阳能等非物质能源无关。免费的再生能源会有什么危机？危机的只是用作燃料的物质能源，包括：固体的动植物材料、矿物资源（如煤、铀矿），和流体形式的各种碳氢化合物，如石油、天然气，沼气和水合物（又称可燃冰）等。“钻木取火”中用的木，是人类利用物质能源的第一种原料。400年前的工业化始于人类大规模利用地球矿物能源，后来又以利用油气资源而达到工业文明的顶峰；但是，人类一直没有找到一种完善的循环利用这些地球资源的方法，使这些被利用后的物质进入地球循环的自然过程，让自然吸收和消化这些不再具能量价值的废弃物质。于是，只好放任它去恶化人类的生存环境，破坏生命依属的生态。所谓的“能源危机”，要害在人类要把地球几亿年来逐渐积存的物质能源在500年内滥用殆尽，而又放弃使地球物质循环并得到新生的义务。如果按照这条思路继续去掠夺地球，例如找月球上的氘和氚，或者去烧海中的水合物，这样做，只能加速地球上所有生命的老化和灭亡。
我要表达的观点可以简述如下：现在媒体呼吁的所谓“新能源”，只是一个时髦而模糊的概念，常常被一些头脑过分“机灵”的外国政客拿来“忽悠”民众。即使很快发明出“新能源”也不可能在21世纪代替传统的物质能源，并在社会进步中发挥主导作用。但是，目前人类对物质能源无限制、无序的开发利用，破坏了人类社会进步的可持续发展，也是有识之士所不能容忍的。在继续提高太阳源釆集、转换、储存的使用效率以减缓不可再生物质能源开发速度的同时，应致力于绿色矿业建设，研发物质能源综合利用和循环利用的方法，加强物质能源保护和有限度开发的规划，促使人类社会可持续发展和文明进步。
还要补充的一点是，地球表面虽然不像太阳那样燃烧发光，但也是主要的能源载体，在重视免费的太阳能的同时，也要重视免费的地球能。在地球内部，巨大的能量库被厚达2900公里的地幔岩石封存在地球外核之中，那里为温度高达3000℃的翻腾岩浆所占据，岩浆涡流产生了地球磁场，证实了这一能量库的存在。地球发生的惊天动地的地质作用，其动力都来源于这个地核中的能量库。这个能量透过地幔流体渗入地壳，亦可以为人类使用。人类要是能够安全地开发封锁在地球内部的能量，至少还可以利用25亿年。开发地热源、干热岩能源只不过是利用它的九牛一毛，微不足道。长白山、腾冲等休眠火山下方5公里处都有岩浆房。储存的热能和动能不亚于长江三峡的水力势能，如能用来发电，既环保又可降低火山爆发的危险性。地球内部还含有大量的甲烷等天然气体，它们源源不断地升入地壳，我们的研究对此还关注很少。我们期待人类今后能更加启迪智慧，高效地开发利用这些源源不断的地下能源资源。
怎样看待中国地质构造的特殊性
1904年，中了举人的青年李四光从湖北来到京城，兴冲冲地准备考进士，没想到，光绪皇帝取消了科举，他被送到日本学习造船专业。四年之后，他学成回国，却又发现中国当时还没有工厂制造巡海大轮船，无法学以致用。失望之余，李四光想到中国地大山多，不如改学地质学，回国后总会有用场，于是，他又前往英国学习地质学。学成回国后，他当了北京大学地质系教授，通过到全国各地地质考察，他总觉得西方地质学不能完全解释中国大地上出现的一些地质现象。因此，在庐山举办的一次学术会议上，李四光与美国的地质学权威人土葛利普教授大吵了一架。
科学的精神在于理性的证明，而反对盲从。解放前的中国地质学家无一不是外国老师的“徒子徒孙”，他们中有不少人努力用西方地质学理论去解释中国发生的地质演化作用，也发现过一些疑点。但是，只有李四光敢站出来公开与老外质疑和辩论，而不被某些老外所“忽悠”。但是，中国地质构造特殊性的问题，一直浮现在许多中国地质学家的脑海中。李四光、黄汲清、陈国达等老一辈科学家都曾提出过自己独特的学说，试图对这一问题给出令人信服的答案。在20世纪60年代，作为物理学革命最后一波的“板块构造理论”，把传统地质学提升到一个新的高度，不少地质学家又努力套用新的理论去解释中国的地质现象，发表了大量的论文。但只有少数人在关注板块理论没有说明或说明不了的特殊地质现象，他们的默默思考，才是理论上创新的胚胎。
30年前，教授我板块构造理论的也是外国老师，以后也觉得源于海洋探测成果的板块构造理论并不能完全解释中国地质构造的问题。但是，我没有像李四光先生那样向老外“叫板”的勇气。我曾用7年的功夫搜集证据，证明原先认为“在拉张区最上地幔地震反射透明，即最上地幔组构相对均匀”的观点有误，论文最终得到西方学者的普遍认可。那么中国及邻区地质构造的特殊性体现在哪里？我在《东亚古特提斯域大地构造物理学》（石油工业出版社，2008年出版）一书中，证明了认识“古大陆边缘”这一构造单元的重要性。
3亿年以前，现今中国地域还是一片茫茫大海，只有塔里木、柴达木上方有几个孤岛。到了2.5亿年以前，华北和华南两个古老大陆碎块（即克拉通）从南半球漂移到中国的地域。2亿年以前，塔里木、柴达木、华北、华南四个陆块开始连接在一起，逐渐形成中国大陆的骨架。1.5亿年以前，羌塘和拉萨两个陆块离开了澳洲和非洲，向北漂移，逐渐加入到中国大陆的版图之内。在3-1亿年前这2亿年内，中国由海变陆，完全处于大陆边缘的环境之中，和今天西南太平洋—印度洋所处的地质环境类似。中国的一多半地域原处在古代的大陆边缘，经压缩抬升为陆地之后的构造单元，我称为“古大陆边缘”，这便是对板块构造学说的补正和完善。在板块构造学说之前，黄汲清先生把这种特殊的地质构造单元称为“活化地台”，陈国达先生把它称为“地洼区”。
在板块构造学说之中，早已把“大陆边缘”作为一种特殊的大地构造单元提了出来，已经认识到这种构造单元的重要性。我从青海、甘肃、四川的实际考察和资料分析中，看到这里的部分地层经历了后期地质作用的变形，并且从海底上升到地面，甚至拱成为高山。但是，大陆边缘海（如现今南海、日本海）的沉积环境清晰可辨，从海洋到陆地的地质作用一层层展现在我的面前。在藏北、内蒙、东北及东南沿海，也到处可见类似的地层，和近2亿年来在大陆边缘沉积作用、火山作用、岩浆运动留下的“指纹”。在这里还可以见到新奇的矿产类型，大都与古大陆边缘特殊的地质作用密切相关。因此，我形成了一个学术观点，即，中国地质构造的特殊性在于古大陆边缘分布面积广大，这些古大陆边缘不归属于传统地质学中的造山带，而是与“克拉通”和“造山带”并列的大地构造单元。认识古大陆边缘的发育、形成、变形、演化与矿产形成，乃是了解中国地质构造的“钥匙”。而且，只有通过全球地质构造的对比分析，才能把握中国地质构造的特殊性。
【专家称关注固体地球科学与社会文明同步发展】相关文章：
★ 中国地理科普知识
