理解地球，也是理解人类自身的命运丨徐义刚院士导读《活力地球》

在浩瀚的宇宙中，地球是人类唯一已知的生机勃勃的家园。但生活在地表的我们对地球的“内心深处”依然缺少了解。在漫长的地质演化中，地球内部的能量不仅塑造了山川湖海，也深刻影响着人类的生存与发展。

中国科学院院士、著名岩石学家徐义刚，长期探索地幔岩石学、地球化学和深部动力学，以及月球演化等前沿领域，他深入研究了华北克拉通破坏、峨眉山大火成岩省等关键地质现象，揭示了地球深部过程与地表环境之间的复杂联系。为了让更多人深入了解我们赖以生存的家园，徐义刚院士特别推荐了由陈顒院士与张尉共同撰写的科普作品《活力地球》。

这本书跨越了学科之间的界限，用“地球系统科学”的整体观去看待这颗星球，将人类命运与地球活力紧密联系在一起。在徐义刚院士看来，了解地球系统，不仅是科学探索的需要，更是人类迈向可持续未来、构建人类命运共同体的必然选择。而《活力地球》这本书，将启迪我们重新审视人类与地球的关系。

我从事岩石学和地球化学研究多年，主要用化学方法研究地质过程和地球深部的组成。近些年，我开始关注地球深部与浅部之间的相互联系——看似遥不可及的深部动力，其实一直在维系着地表万事万物的运转。揭示二者之间的联系机制，对于我们理解地球整体的运作方式、开发资源，以及保护地球家园，具有至关重要的意义。

在我看来，地球首先是伟大的“大地母亲”。我经常展示两张照片，让大家换一个视角观察地球：一张是阿波罗计划的宇航员在1972年拍摄的地球全貌——“蓝色弹珠”（Blue Marble），那是人类首次完整、清晰地从外部视角审视这个拥有大气、海洋、陆地与生物圈的星球，它拥有太阳系中独一无二的生命奇迹；另一张则是1990年“旅行者1号”在距离地球约60亿公里处拍摄的“暗淡蓝点”（Pale Blue Dot）。在卡尔·萨根博士的笔下，地球只是宇宙中一颗微小的尘埃。这种极大的视觉反差让我深感共鸣：地球如此渺小而珍贵，我们应该抛弃各种杂念，以“人类命运共同体”理念来守护唯一的地球家园。 

然而，与地球朝夕相处久了，我们反而容易忽视它的存在和研究它的重要性。我推荐《活力地球》的一个初衷，就是希望唤起公众对地球科学的重视。事实上，地球科学在人类文明的发展进程中做出了诸多杰出贡献。

大约200年前，现代地质学逐步确立，推动人类从神学解释走向基于实证的自然观，我们开始意识到今天的世界是经历漫长演化形成的。此后，生物地层学的建立显著提升了人类对矿产资源的勘探能力，促进了工业发展；经典石油地质理论引导人类发现了大油田，为现代工业体系提供了重要的能源基础；而上世纪60年代板块构造理论的诞生，使人类首次从整体上理解地球的运转机制，并为矿产预测以及地震、火山等自然灾害的机理认识与风险评估提供了理论基础。即便在今天，全球气候变化这一热点问题，本质上也是一个地球系统科学问题。所以我希望通过《活力地球》这本书，能让更多人用系统思维感受到地球科学的魅力，理解人类与地球的和谐相处之道。

我认为一本优秀的科普书籍不仅要通俗易懂，让知识的传递潜移默化，还要能给读者带来共鸣，引发更多的思考。《活力地球》就是这样的作品。在作者的笔下，地球不是一块冰冷的石头，而是一个“活”的系统。书中运用了大量极具生命力的比喻，例如地震是地球的“脉搏”，火山喷发则是地球的“呼吸”。这种通俗易懂的语言，配合精美的插图，让深奥的原理变得平易近人，也让我们感受到地球科学之美。 

书中还列举了各类自然灾害来阐述人与地球的关系。地震、火山、海啸、滑坡等现象，其实都是地球“活力”的表现形式，它们深刻影响着人类的生存与发展。我们需要认识这些现象背后地球的运转规律，从而寻找抵御灾害的方法，并最终找到与大自然的相处之道。

这本书不仅是对自然现象的科普，更是一种思维方式的革新。“地球系统科学”的核心思想贯穿全书——地球是一个整体，它的不同圈层之间是相互联系的，而不是孤立的。传统的地理学侧重空间与几何描述，地质学侧重固体地球的演化，而地球系统科学则试图将岩石圈、大气圈、水圈、生物圈作为一个有机整体来描述，研究这些圈层之间复杂的相互作用。

人类本身也是这个系统的一部分，氟利昂的使用就是一个典型例子。上世纪，冰箱、空调等制冷设备曾广泛使用氟利昂作为制冷剂，它在带来便利与舒适的同时，也在不知不觉中破坏了大气臭氧层。约40年前，英国科学家在南极上空发现了臭氧层空洞。臭氧层是阻挡太阳紫外线直射地表的“保护罩”，没有它，人类将暴露在强烈的紫外线下，皮肤癌等风险会大大增加。

科学家研究后发现，氟利昂就是罪魁祸首。于是，各国签下了《蒙特利尔议定书》，约定不再使用这类化合物，改用其他制冷剂替代。此后，南极上空的臭氧空洞得到了了修复。“太平世界，环球同此凉热”，我们要用整体观去看待我们生存的这颗星球，共同应对全球变化。

虽然人类自身目前还无法抵达地球深部，但我们可以借助地震波来进行研究。地震也有两面性：一方面它具有破坏性，另一方面作为研究工具，它产生的能量波能穿越固体地层，直达地心，为我们传递重要信息——通过研究波速的变化，地球物理学家能勾勒出地球内部的轮廓，还发现了地核相对于地幔在旋转。

1815年印尼坦博拉火山喷发，导致了次年全球性的“无夏之年”。巨量火山灰进入平流层阻挡了阳光，导致大范围的农作物歉收和饥荒。但从另一个角度看，这些特殊的自然现象也为我们带来了宝贵的启示。 

在冷战时期，科学家在研究火山喷发对气候影响的基础上，提出了“核冬天”假说，指出大规模核战争可能使烟尘进入大气层，遮蔽阳光，引发全球显著降温。这种基于自然过程类比的科学研究，为评估核战争的全球后果提供了重要依据，也为维护世界和平做出了贡献。

火山研究还推动了我们对地球整体结构的认识。上世纪中期，人类在海底发现了贯穿全球、绵延约6.5万公里的洋中脊体系。它就像地球表面的裂口，岩浆不断从这里涌出，形成新的洋壳。这一发现为大陆漂移学说提供了关键证据，并最终推动了板块构造理论的建立，使我们能够从整体上理解地球的运转机制。这种深海与深地的联系告诉我们，看似被海水阻断的世界，其底层逻辑是完全统一的火山动力学过程。

火山也是认识地球深部的重要窗口。大多数火山源于相对较浅的上地幔，而一种特殊的金伯利岩浆可以在快速上升过程中，将来自地下数百公里深处的地幔物质带到地表。这些深源矿物为我们研究地球内部结构和演化历史提供了珍贵线索。 

以我长期研究的“峨眉山大火成岩省”为例。这是约2.6亿年前一次规模巨大的地幔岩浆喷发事件，大量的岩浆涌出，覆盖了今天中国西南数十万平方公里的区域。从灾害角度看，这一过程释放了大量二氧化碳和二氧化硫等气体，被认为是引发瓜德鲁普世末期生物灭绝的重要诱因之一，对当时生态系统造成了严重冲击。但与此同时，这一深部岩浆活动也形成了钒钛磁铁矿、铜镍硫化物等重要矿产资源。今天的攀枝花能从一个小村庄发展成繁荣的工业城市，很大程度上正是得益于这次远古的火山馈赠。因此我们要辩证地看待这些自然现象，在敬畏自然的同时，更深入地理解自然。

《活力地球》中有一个令人深思的视角：如果将地球45.4亿年的历史压缩成一天24小时，人类出现的时间仅占这一天的最后一分钟。相对于漫长的地球历史，人类的存在其实极其短暂，但却产生了众多的辉煌文明，同时人类对地球系统的深刻影响也是前所未有的。 

工业革命以来，大气中二氧化碳浓度从280ppm升至约430ppm。从地球历史长河看，这个数值并不高，有些时期甚至达到过4000ppm，但地球并没有毁灭。我们要明确一点：地球具有极强的自我修复能力，它并不需要人类来担心，真正需要担心的是我们人类自己。因为二氧化碳增加的速度太快了，在短短两百年内就提高了150ppm。这种变化速率远超自然界的常规波动，地球系统的适应能力可能会跟不上这种节奏，对人类带来灾难性的影响。

另一个例子发生在上世纪50年代，伦敦因为过度燃烧含硫煤炭而成为“雾都”，甚至在一次严重的雾霾事件中导致至少数千人死亡。这是自然系统对人类错误行为的惩罚。此后，人类开始反思，制定了《清洁空气法案》。后来的《蒙特利尔议定书》《巴黎协定》等，也都是我们通过科学手段约束自身行为、寻求可持续发展的尝试。应对全球变化、保护环境，本质上是在拯救人类自己。 

所以阅读这本书的意义不仅在于了解地球知识，更在于建立一种新的地球观。这种观念包含三个层面：认识地球、利用地球、与地球和谐共生。我们不能停留在只认识而不利用的阶段，因为我们要提高生活质量；但更不能盲目利用而不求和谐，无休止的索取必然会导致大自然的惩罚。我认为最高境界是做到科学视角下的“天人合一”：将人类视为地球系统紧密的一份子，以科学的态度规范我们的行为方式，给予地球正向的反馈。 

在当今这个充满变化和挑战的世界里，理解地球，也是为了理解人类自身的命运。人类从来都不是地球的主宰，而是系统中的一部分。地球科学所强调的“系统化思维”，正是帮助我们理解这种关系的关键。它告诉我们，任何行为都会在系统中产生反馈，真正的智慧不在于控制自然，而在于理解并顺应这种复杂的相互作用。《活力地球》这本书正是在提醒我们：在浩瀚宇宙中，我们只有一个地球，我们都是命运相连的共同体。

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