人物小傳

宋海軍，1983年生，中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院教授、生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任，中國(guó)古生物學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者。他和團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了中生代最早的特異埋藏化石庫(kù)貴陽(yáng)生物群，構(gòu)建了地球生物學(xué)特色數(shù)據(jù)庫(kù)。曾獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和中國(guó)青年科技獎(jiǎng)特別獎(jiǎng)等榮譽(yù)。

 

湖北武漢東湖之畔，在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，各種古生物化石標(biāo)本擺滿陳列柜。長(zhǎng)達(dá)近一米的腔棘魚(yú)，小到肉眼不可見(jiàn)的有孔蟲(chóng)……這些都是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）地球科學(xué)學(xué)院地球生物學(xué)教授宋海軍和同事們多年來(lái)從世界各地挖掘到的“寶貝”。

宋海軍說(shuō)，通過(guò)研究化石，不僅能夠還原古生物生前的樣子，還可以推斷出它們的生活環(huán)境、埋藏年代等信息，從而探究地球演化的奧秘。

多年來(lái)，宋海軍專(zhuān)注于重大地質(zhì)突變期地球生物學(xué)研究，比如古環(huán)境演變等，他和同事們發(fā)現(xiàn)了中生代最早的特異埋藏化石庫(kù)，探究古生物與氣候、環(huán)境之間相互作用和協(xié)同演化的一系列規(guī)律，為更好保護(hù)自然環(huán)境提供了支撐。

立足實(shí)證科考，分析微生物化石承載的意義

宋海軍出生于山東濟(jì)寧農(nóng)村，從小就喜歡親近大自然，填報(bào)大學(xué)志愿時(shí)便選擇了地質(zhì)學(xué)專(zhuān)業(yè)。從大二開(kāi)始，他就跟著老師到浙江、貴州等地進(jìn)行野外科考，研究有孔蟲(chóng)等古生物化石。經(jīng)過(guò)本碩博9年的學(xué)習(xí)，宋海軍于2012年畢業(yè)并留校任教。

在距今約2.52億年的二疊紀(jì)和三疊紀(jì)之交，發(fā)生過(guò)一次生物滅絕事件。揭開(kāi)這次事件中的種種謎團(tuán)，是中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）幾代科研人接力奮斗的方向。

“已經(jīng)存在數(shù)億年的有孔蟲(chóng)，分布廣泛，具有易于保存為化石的殼，可以通過(guò)分析這種單細(xì)胞微生物化石出現(xiàn)的先后順序，來(lái)確定地層的年代，從而揭示生物演化規(guī)律。”宋海軍系統(tǒng)研究了從野外采集到的6000多個(gè)有孔蟲(chóng)化石，再結(jié)合其他化石類(lèi)別，取得了一些發(fā)現(xiàn)。“此前，關(guān)于這次生物滅絕事件的原因，有學(xué)者認(rèn)為可能是由于小行星撞擊地球，但通過(guò)研究，我們認(rèn)為，可能是由于極端高溫和缺氧。”宋海軍說(shuō)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，大約2.5億年前，在今天俄羅斯的西伯利亞地區(qū)，發(fā)生了一次超大規(guī)模的火山爆發(fā)，持續(xù)了超過(guò)100萬(wàn)年，導(dǎo)致全球變暖、海洋大面積酸化、缺氧以及有毒氣體的釋放。如今，那里還有一片面積達(dá)200萬(wàn)平方公里的火成巖區(qū)域。基于扎實(shí)的證據(jù)，宋海軍的研究得到學(xué)界的認(rèn)可，相關(guān)成果發(fā)表在《自然·地球科學(xué)》等刊物上。

創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用，推動(dòng)學(xué)科交叉融合

在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）未來(lái)城校區(qū)，身穿白色實(shí)驗(yàn)服的宋海軍正帶著團(tuán)隊(duì)成員在海洋生態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。他們依次調(diào)整溫度、pH值等參數(shù)，并透過(guò)玻璃水缸觀察模擬海洋環(huán)境中的海螺、貝殼等實(shí)驗(yàn)生物的反應(yīng)，記錄詳細(xì)數(shù)據(jù)。

“實(shí)驗(yàn)?zāi)M、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)的應(yīng)用，給我們的研究帶來(lái)了新機(jī)遇。”宋海軍說(shuō)，學(xué)校搭建的海洋生態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室，可以同時(shí)模擬10個(gè)以上環(huán)境梯度，通過(guò)觀察其中的生物響應(yīng)，并與古生物化石中發(fā)現(xiàn)的信息作對(duì)比，可以了解古海洋環(huán)境與古生物演化之間的關(guān)系。

氣候變化是影響生物多樣性的重要因素。10多年來(lái)，宋海軍基于古溫度和化石大數(shù)據(jù)展開(kāi)研究。

“水的氧同位素比例隨著溫度、降水量的變化而變化，通過(guò)分析化石中的氧同位素序列，可以重建當(dāng)時(shí)的氣候環(huán)境。”宋海軍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用85萬(wàn)多條化石記錄，計(jì)算出4.5億年以來(lái)海洋生物變化情況。基于2萬(wàn)多條氧同位素記錄，研究古溫度變化規(guī)律。經(jīng)過(guò)反復(fù)的模擬和計(jì)算，宋海軍提出了生物變化情況的溫度臨界點(diǎn)，即“氣候閾值”。

“地質(zhì)學(xué)的研究要以古示今、將今論古。”宋海軍說(shuō)。他們的研究成果，有助于人們分析研究地球溫度變化的長(zhǎng)期趨勢(shì)和影響，多次被聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)報(bào)告引用。

此外，宋海軍還積極推動(dòng)學(xué)科交叉融合，探索將人工智能技術(shù)與地質(zhì)學(xué)相結(jié)合。2018年起，他帶領(lǐng)學(xué)生從基礎(chǔ)的編程和數(shù)據(jù)處理技能開(kāi)始，逐步探索如何將深度學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于地質(zhì)學(xué)。他們基于近50萬(wàn)張化石和巖石照片的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，研發(fā)了基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的化石人工智能鑒定平臺(tái)，對(duì)古生物化石門(mén)類(lèi)鑒定準(zhǔn)確率超過(guò)了90%、巖石類(lèi)別鑒定準(zhǔn)確率超過(guò)80%。“這一交叉領(lǐng)域目前還存在較大的研究空白，我們還要繼續(xù)探索。”宋海軍說(shuō)。

從興趣出發(fā)，培養(yǎng)高水平基礎(chǔ)研究人才

貴州省貴陽(yáng)市和龍里縣交界的一個(gè)小山包上，宋海軍帶著幾名學(xué)生進(jìn)行野外踏勘。突然間聽(tīng)到一聲呼喊。宋海軍循聲趕來(lái)，只見(jiàn)大三學(xué)生代旭手中握著一塊奇特的化石碎片，上面的生物形態(tài)他從未見(jiàn)過(guò)……

9年前這次不經(jīng)意的發(fā)現(xiàn)，揭開(kāi)了地球生命演化歷程中的重要環(huán)節(jié)——貴陽(yáng)生物群的神秘面紗。經(jīng)過(guò)鑒定，代旭手中的這塊碎片是人類(lèi)迄今為止發(fā)現(xiàn)的最古老的龍蝦，距今2.508億年。去年，由宋海軍團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)完成的論文《中生代一個(gè)新的特異埋藏化石庫(kù)揭示現(xiàn)代類(lèi)型海洋生態(tài)系統(tǒng)》在《科學(xué)》雜志發(fā)表，稿件的第一作者，便是已成為團(tuán)隊(duì)重要成員的代旭博士。

代旭說(shuō)：“2015年以來(lái)，我們?cè)谫F陽(yáng)周邊地層中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了魚(yú)、菊石、蝦、有孔蟲(chóng)等12個(gè)綱40多種生物，為我們理解自然界的生命恢復(fù)速度和模式提供了新素材。”

“興趣是最好的老師，也是高水平基礎(chǔ)研究人才能夠脫穎而出的關(guān)鍵因素。”宋海軍說(shuō)，地球科學(xué)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的理論知識(shí)比較枯燥，如果一開(kāi)始就讓學(xué)生讀文獻(xiàn)，教學(xué)效果并不好。所以，他常帶學(xué)生去野外挖掘化石、去實(shí)驗(yàn)室做樣品分析，先培養(yǎng)興趣，再做理論研究。

代旭原本在經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院就讀。“偶然聽(tīng)到宋老師講的‘普通地質(zhì)學(xué)’課程，讓我對(duì)古生物領(lǐng)域產(chǎn)生了興趣。”代旭說(shuō)，后來(lái)他研究生考到了地球科學(xué)學(xué)院，跟著宋海軍在各地做野外科研。

如今，宋海軍帶了10多個(gè)碩士、博士，還給本科生、研究生開(kāi)設(shè)了“古生態(tài)學(xué)”“地球生物學(xué)”等課程，受到同學(xué)們的歡迎。每年他還會(huì)安排一兩個(gè)月時(shí)間，帶學(xué)生去做野外科研，他們的足跡已遍布20多個(gè)省份。

這幾年，宋海軍還積極參加各類(lèi)科普活動(dòng)。“希望通過(guò)我們的各種努力，讓更多人了解、喜歡這門(mén)‘以古示今’的學(xué)科。”宋海軍說(shuō)。

 

記者手記

每一次新發(fā)現(xiàn)都令人驚喜

宋海軍的書(shū)架上，擺著一本本書(shū)頁(yè)已經(jīng)泛黃的“野外記錄簿”。一幅幅手繪的地層分布圖上，細(xì)致描述著不同巖層的各種特點(diǎn)……他的不少研究成果，正是源自這些珍貴的原始資料。

野外考察充滿挑戰(zhàn)。地質(zhì)科研工作者要面對(duì)的，是一望無(wú)際的荒漠戈壁、人跡罕至的荒山野嶺，以及嚴(yán)寒酷暑甚至極端天氣。

對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，探究一塊塊巖石中的細(xì)節(jié)，無(wú)疑是繁瑣枯燥的。然而，那些重大地質(zhì)突變期的關(guān)鍵線索，那些暗藏地球變遷奧秘的蛛絲馬跡，正隱藏其中。

宋海軍說(shuō)，每一次野外考察中的新發(fā)現(xiàn)都令人驚喜，這讓他更加熱愛(ài)自己從事的事業(yè)。熱愛(ài)，是廣大地質(zhì)科研工作者在漫長(zhǎng)歲月中上下求索的不竭動(dòng)力。

《 人民日?qǐng)?bào) 》（ 2024年04月20日 05 版）

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