青藏高原爬地松 地震调查急先锋——记中国地质科学院地质研究所李海兵研究员
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张蕾,副研究员,中国地质科学院地质研究所,主要从事地震断裂作用研究。
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文/张蕾.
人物简介 李海兵,二级研究员,博士生导师,江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站站长,自然资源部大陆动力学重点实验室主任,中国地质调查局青藏高原地质调查工程首席科学家,曾任国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探计划”总地质师;获“国家有突出贡献的中青年专家”称号,享受国务院政府特殊津贴,获全国五一劳动奖章、中央和国家机关五一劳动奖章、自然资源部高层次科技创新第二梯队人才、中国地质调查局卓越地质人才等;长期从事青藏高原构造变形、活动构造、断裂作用与地震灾害等方面的调查与研究,主持国家自然科学基金项目(面上、重点、重大国际合作等)、国家科技支撑项目、“973”项目课题以及地质调查等项目30余项,获国家级和省部级科技成果奖多项。

他,长期致力于青藏高原构造地质科学研究,数十年如一日,专注于大型断裂带的活动和变形机制,精准支撑和服务川藏铁路等国家重大工程建设,足迹踏遍整个青藏高原;他,总是在大地震后的第一时间带领团队奔赴灾区,通过一次次精准的地震灾区考察,解决地震破裂与断裂变形过程中的重大关键科学问题;他,在地震断裂理论方面取得突破性进展,有力提升了国家防震减灾政策制定的科学性。他就是新时代地质工作者——李海兵,人称地质学界“拼命三郎”。
怀揣梦想 精耕细作
李海兵出身于20世纪60年代的一个地质之家,父亲是一位从事钻探工作的地质工作者。在父亲耳濡目染下,李海兵自小萌生了一颗热爱地质事业的种子。1984年,他如愿考入了中国地质大学(武汉)。然而,命运多舛,入学后不久,深爱的父亲突然离世,噩耗令其伤悲、催其奋进,自此他便立下了“传承父亲的衣钵以告慰父亲的在天之灵”的铮铮誓言。
李海兵大学毕业后被分配至中国地质科学院地质研究所,入所后即跟随许志琴院士奔赴祁连山、东昆仑山、喀喇昆仑、松潘—甘孜、可可西里,以及辽南等地进行野外地质调查,许志琴院士渊博的知识和她对地质科学的执着追求深深地影响着李海兵。从事地质调查与研究工作之后,他一边开展工作积累研究经验,一边继续求学之路。1992年至2004年,先后师从莫宣学院士、许志琴院士和Paul Tapponior院士,在三位院士治学精神的激励下,李海兵的学术之路充满了斗志,也铸起他“为地质事业奉献终生”的坚定信念。

李海兵扎根地质的情怀,要从大学三年级跟随郭颖老师去秦岭的一次野外勘查说起。野外地质调查工作对于初涉地质行业的李海兵来说,神秘且深奥。他跟随郭老师一步步深入勘查,一个个地质现象就像是被揭开面纱后露出真实样貌,由此带来的惊喜与悸动至今难忘,身为地质人的自豪感也由此而一发不可收。
多年的野外地质调查练就了李海兵的一身硬功夫。历练功夫还要从他的一次野外地质调查说起,事情发生于1989年,李海兵在辽南地区进行野外地质调查时,踏勘每到一处均需手绘地质素描和地质剖面图。为了详实描绘复杂地质构造的峭壁,有几次渐涨的海水眼见就要淹没他的胸口,他还是不顾险情,坚持画完才肯撤离危险之境。功夫不负有心人,他的地质素描和地质剖面图获得了地质学家的广泛赞誉,马杏垣院士赞誉其功底为地质工作者的“200 米”硬功夫。
身为地质人还要甘于寂寞,令李海兵记忆犹新的是1990年的一个初冬,他独自一人在辽南金石滩海岸从事野外地质调查工作,宿营之地不见人影,踏勘之地更是杳无人迹,陪伴他的只有蔚蓝的大海、洁白的浪花和偶尔飞过的海鸥,整整一个月,没有见过一个人,没有说过一句话,偶感憋闷时就对着大海嘶吼两嗓子,直到野外调查结束回到所里时,他已不知道如何开口说话。
这样的日子贯穿于李海兵的野外地质工作中,一晃就是30余年。
心系高原 无私奉献
30多年来,李海兵的足迹遍及整个青藏高原。
“我坚信地质工作的主战场在野外”,李海兵曾在回答记者提问时如是说,他也一直如此践行。20世纪90年代,一个重要的研究项目——中法第二轮国际合作项目“东昆仑及邻区岩石圈缩短机制”野外地质调查工作的重担落在李海兵等人的肩上,他深知本次野外地质调查工作对于获得青藏高原碰撞过程和形成演化的信息意义重大,同时有助于推进中法国际合作和提高中国地质工作的国际影响力。作为野外地质考察工作的主力,李海兵每年都要前往东昆仑进行野外调查,在东昆仑野外调查期间平均每天奔波十几个小时。他时常爬险山、涉冰水,不怕苦和累,不畏艰和险,被同行的队员戏称为“坦克”。
在一次野外调查中,他行至东昆仑西大滩至纳赤台之间时刚好是午时,此时的河水水面还未没过膝盖,等至晚间返回时河水已上涨至半人高。当时天已全黑,“这可怎么办?过河危险,不过河同样也很危险!”李海兵只做片刻思考,不顾个人安危,毅然将装有珍贵岩石构造样品的地质包挂于脖颈,小心翼翼地将野外记录本和地形地质图包裹好顶在头上,亦步亦趋艰难涉过漫于胸前的湍急河面,当时正值4月份,红水河开始消融,湍急的河水夹杂着大大小小的冰块,河水已淹过胸口,虽身着防水衣裤,但长时间浸泡在冰水中的刺骨与寒凉,使李海兵在上岸的那一刻直接瘫软在冰面上,而样品、地质图和野外记录本安然无恙。

野外调查中的饥寒交迫、恶劣气候,也没能阻挡李海兵探寻地质科考之路。2003年深秋,李海兵因连续四个多月马不停蹄的野外勘查工作而患上肺水肿,病倒在海拔5 000多米的西藏阿里无人区,被队友送到医院时,他已生命垂危,经过一周的接力抢救,才将他从鬼门关拉了回来。他的肺部纤维化从此愈发严重,医生嘱咐他今后不要再去高海拔地区,这一警告依然阻挡不了他去青藏高原的坚定脚步。

第二年,他又一次义无反顾地奔赴深爱的青藏高原。
2004年至2008年,每年的9—10月间,李海兵都准时带着自己的研究团队前往西昆仑东段海拔5 000多米的阿什库勒地区进行野外地质考察。阿什库勒地区的地理和气候条件均十分艰苦,道路不通、高寒缺氧,考察队员的主要交通工具就是毛驴,骑在没有鞍子的驴背上导致大腿内侧磨破了皮,每日十几个小时行进在爬山涉水、翻山越岭的考察之路上。一年年,他们的足迹踏遍了一座座山顶、一片片雪地、一弯弯沟谷。
2014年以来,李海兵及其团队的足迹踏遍了西藏羌塘无人区,先是完成了特提斯—青藏高原地质长廊和主要成矿带构造背景的综合地质调查,之后完成了巴颜喀拉地块北缘与东缘大型断裂带区域的地质调查。羌塘无人区工作地点的平均海拔同样在5 000米以上,气候恶劣,昼夜温差较大,气温时常低至零下30多摄氏度。身体已然不适应高原作业的他,依然同团队内的年轻成员一样,徒步翻山越岭、踏冰涉水,时而忍受暴晒眩晕,时而忍受狂风暴雪。
30年来,他坚持奋战在高寒的青藏高原,心系高原,对地质工作充满了无限的热情。由于长年从事着野外勘查研究,鲜少在家陪伴默默支持他的家人,女儿幼年时曾在一次家庭聚会中,轻声地向友人这样介绍着自己的爸爸:“爸爸是一位地质学家,可我长大了不想当地质学家,因为天天不在家。”女儿轻轻的一句话如针芒般刺痛着他,他每每想起总觉如鲠在喉,回想自己陪伴孩子的时间确实太少太少了,这份缺憾随着孩子的日渐长大,至今无法弥补。

他舍小家为大家的事迹还有很多很多,他的事迹深深触动着年轻一代的地质工作者,照耀着年轻一代的成长之路。

震区调查 无所畏惧
自2001年11月14日,发生东昆仑特大地震(M8.1)时起,青藏高原及其周缘地区先后发生过11次大地震。20多年来,李海兵带领团队冒着余震频繁、滑坡、滚石和泥石流的危险,获取了第一手地震资料。李海兵带领的研究团队成为我国迄今为止唯一一支完整考察这11次大地震的研究团队。构造地质圈内人士都知道,一旦有大地震发生,无论海拔多高、气候多恶劣、余震多频繁,李海兵总是带领团队第一时间奔赴震区进行野外地质调查。每次考察,他都在进行高强度的工作,精神高度紧张,睡眠严重不足,身体极度透支,时常行走于生死边缘,为认识地震、抗震救灾和灾害评估提供了宝贵资料,在断裂理论、地震活动性和工程应用方面取得重要的科技创新成果和业绩。

2008年5月12日,汶川大地震(M8.0)后,李海兵带领研究团队在第一时间赶往震区。作为科考队长的他,迅速投入到应急调查之中,沿着300余千米长的龙门山断裂带考察,不漏过任何可能的地方。当时大部分地区滑坡严重,道路堵塞,他们靠着两条腿爬山涉水、翻越滑坡体,当时余震不断,经常看到高山巨石滚落,险象丛生。他和团队坚持完成了连续两个多月的考察,获得了宝贵的原始资料,为认识汶川地震机制和在汶川地震断裂带上科学钻探的实施奠定了重要基础。2008年汶川地震后,由科技部、国土资源部和中国地震局快速实施了国家科技专项“汶川地震断裂带科学钻探”计划。李海兵作为总地质师,虽然余震不断,滑坡、洪水和泥石流时常侵袭钻探现场,但他仍然常年身处钻探现场,时刻关注钻孔情况和岩心特征,及时抓住重要信息。在汶川科学钻探实施的8年中,他大部分时间在野外现场,并在钻探现场度过了4个春节。

在随后几次大地震应急调查中,他带领团队不畏艰辛,不仅为当地的抗震救灾、灾害评估和防震减灾提供了第一手宝贵资料,而且提升了对青藏高原大地震活动性的认识。2009年9月,对发生于2008年3月21日的于田地震(M7.3)进行野外调查,他和团队在没有卫星影像的指导,凭借认识和经验,在5 500 ~ 5 800米的高海拔无人区找到了地表破裂带,地震地表破裂带有的地方横跨冰川,非常危险。
2010年4月14日,在玉树地震(M7.2)的调查过程中,李海兵身陷荣宝湖的沼泽泥潭;2013年4月20日,在四川雅安芦山地震考察中,他飞奔穿行于高山滚石之雨;2014年2月12日,在于田地震(M7.2)的调查中,他忍受过高海拔严重缺氧和零下38度的漫天飞雪;2016年11月25日,在新疆阿克陶木吉地震的应急调查中,他经历了漫天飞雪;2022年9月5日,在四川泸定地震的应急调查中,他穿越了陡峭的滑坡体。
李海兵踏踏实实,兢兢业业,甘于吃苦,无畏无惧,为地质事业的发展和防震减灾贡献着自己的力量。
砥砺创新 成果丰硕
在30余年的地质调查和科学研究中,李海兵主持国家自然科学基金重点项目和重大国际合作项目、国家科技专项课题、科技部“973”项目课题、中国地质调查局地质调查项目和行业基金项目等30余项。基于长期对青藏高原的野外地质调查和研究,李海兵及其研究团队在断裂理论、地震活动性和工程应用方面取得重要的科技创新成果和业绩,硕果累累。他和他的研究团队解决了大地震机制和破裂传播中的关键科学问题,发现世界上最低的断层有效摩擦系数,在国际上第一次记录到断裂带愈合过程,改变了地震后断裂带需要长时间缓慢愈合的传统认知,解决了困扰地震地质和地震物理学领域几十年的重大科学问题,发展与完善了断裂理论;首次发现大地震可在地壳浅部含水断层泥中形成熔融作用,完善了地震熔融体是罕见的且只产生于干燥环境的传统认识;在地震熔融物中发现了单质铁,揭示了大地震发生的高温还原环境,提出产生高磁异常的新机制,完善了地震断裂带的岩石磁学理论。
李海兵团队在大型断裂带活动性与地震危险性研究上取得了突破,准确评估鲜水河断裂带未来强震危险区并得到了2022年泸定地震的验证,为中长期地震预测提供了重要经验;李海兵团队系统开展了青藏高原主要大型断裂带强地震活动性特征与规律性研究,确定了其强震复发周期和地震迁移趋势,为区域稳定性评估、中长期地震预测和地震监测部署提供了科学依据。
李海兵团队在东昆仑、阿尔金断和喀喇昆仑大型断裂带的形成时代、变形作用、构造演化以及强地震复发行为等方面取得了一系列重要的研究成果,并对青藏高原北部形成和扩展等重大基础地质问题方面作出了贡献。1997年和1998年两次获得地质矿产部科技成果奖二等奖,2005年他获得中国青藏高原研究会的“青藏高原青年科技奖”。

李海兵为“青藏高原形成——造山的高原”理论与模型的建立、深化高原西部和北部重要成矿带地质背景的认识作出了重要贡献,作为“青藏高原地体拼合和碰撞造山”主要贡献者,他分别获得2010 年国土资源科技奖一等奖和二等奖、2011 年国家自然科学奖二等奖, 2012年被授予国土资源部“青藏高原地质理论创新与找矿重大突破先进个人”,2017年被评为全国地质勘查行业“最美地质队员”。

李海兵团队的研究成果“汶川地震断裂作用”被评为2014年度中国地质调查局和中国地质科学院“十大地质科技进展”。“新发现和厘定鲜水河木格措南全新世活动断层与色拉哈挤压阶区并有效服务重大工程规划论证”荣获了中国地质调查局、中国地质科学院和中国地质学会2021年十大地质科技进展。
李海兵牵头完成的《鲜水河断裂带折多山康定段1:5万活动断裂专题地质图》于2021年获评全国区域地质调查优秀图幅展评中的“卓越图幅”。“青藏高原强震破裂与传播机制”被评为中国地质调查局和中国地质科学院2022年度地质科技十大进展。
甘为人梯 继往开来
有一种付出,不计回报,他一直在为后辈们保驾护航。经年累月,在李海兵的带领下,一支不畏艰难、高水平、有影响力的年轻科研创新团队茁壮成长。其中,Marie-Luce Chevalier(马晓丽)是比利时籍活动构造专家,2010年,当Marie-Luce Chevalier在美国完成博士后工作后,李海兵就向其抛出橄榄枝,邀请其来中国工作。十余年来,Marie-Luce Chevalier被中国地质科学院地质研究所浓厚的科研氛围和李海兵严谨的治学态度、平易近人的性格所吸引,成为中国地质调查局系统第一位长期全职在中国工作的外籍科学家。目前,Marie-Luce Chevalier研究员成为了中法合作研究的重要纽带,先后获得了中国友谊奖、法国棕榈骑士奖等,并于2023年获得国家自然科学基金杰出青年基金项目。同时,李海兵还积极为中国地质科学院地质研究所搭建国际合作平台,与美国、法国、意大利、加拿大、日本等国家的著名高校和科研单位建立了长期合作关系,并积极加强与台湾地区的交流和合作,为中国地质科学院地质研究所建设“国家引才引智示范基地”做出了重要贡献。

目前,李海兵的团队共有29人,包括研究员3人,副研究员9人,博士后3人,博士研究生7人,硕士研究生7人。他诲人不倦、甘为人梯,尽心尽力培养年轻人员,李海兵团队的研究人员人均主持超过2项国家自然科学基金项目,培养的博士后获得了国家自然科学基金青年基金项目、中国博士后基金特别资助项目和面上项目。目前团队承担在研的国家自然科学基金委和科技部的项目共计16项,其中包括3项重点项目;承担地质调查项目1项。李海兵先后培养了博士后、博士研究生和硕士研究生共计27名,如今都已经成为各自单位的骨干力量。他领导的研究团队在2015年入选第二批国土资源科技创新团队培育计划,目前已成为一支在国内外活动构造、断裂作用与大陆动力学研究领域具有影响力的重要力量。
为响应国家战略号召,把地球深部探测上升到国家战略高度,打造深地国家战略科技力量,2021年10月11日,在各级领导的支持下,由李海兵带领的中国地质调查局中国地质科学院地质研究所自然资源部大陆动力学实验室的“东海深孔观测站”和“汶川深孔观测站”进入科技部国家野外科学观测研究站建设名单,成立了“江苏东海大陆深孔地壳活动国家野外科学观测研究站”,搭建了大陆地壳活动监测的重要平台。
正是这种对地质工作的热爱,李海兵几十年如一日地工作,足迹遍布青藏高原,包括祁连山、阿尔金山、东昆仑山、西昆仑山、帕米尔、喀喇昆仑山、冈底斯山、龙门山、喜马拉雅山、可可西里、羌塘、甜水海—阿里、柴达木以及塔里木和天山等。正是这种对地质工作的热爱,无论是狂风暴雪,还是严寒酷暑,无论是峻峭平坦,还是高反重疾,他从来没有放弃过自己的理想。正如他所说:“当我在高原夜晚仰望星空,隐约感觉到有一颗星时刻注视着我,那是父亲对我的期待……”
如今的李海兵,依然如一颗顽强的高原爬地松,继续奋战在科学研究前沿,带领着团队攻坚克难、勇攀高峰。
