大洋钻探：揭示地球环境的历史档案

为了解自己生存环境的变化，人类对地球的视野不但要在空间上拓宽，也需要在时间上扩展。地球的环境演变，在不同场合留下了各种各样的“历史档案”，唯独在深海沉积中留下的最为连续、最为全面。对深海大规模的系统研究开始于1968年的深海钻探计划。“深海钻探”、“大洋钻探”和“综合大洋钻探”深海研究的三部曲，是国际地球科学历时最长、规模最大，也是成绩最为突出的合作研究计划。前面说到的“板块”理论，正是DSDP在大西洋洋底的钻探取样和测年分析，发现从大洋中脊向两侧的玄武岩基底年龄越来越老，为洋底扩张的假说提供了决定性的证据。30年前在南大洋的钻探，发现澳洲和南美洲是在二三千万年前才完全离开南极大陆的，于是南大洋形成环南极洋流，造成南极的“热隔离”，结果导致南极冰盖的出现。深海钻探的这项发现，被誉为古海洋学新学科建立的标志。

总之，深海钻探和大洋钻探35年来在全球各大洋钻井近3000口，证实了板块构造学说，创立了古海洋学，把地质学从陆地扩展到全球，导致地球科学一场真正的革命，改变了固体地球科学几乎每一个分支的发展轨迹。

①确实，一些地球环境的历史变化，没有深海海底的钻探取样，是可能发现不了的。②到533万年前海面上升，与大西洋的通道恢复时，“地中海盐度危机”便告结束，大西洋水又呈瀑布状泻入地中海。③现在查明，由于地中海四面被陆地包围，只有水深300米的直布罗陀海峡与地中海连通，一旦构造运动将通道锁闭，地中海便变为一个巨型蒸发盐湖。④20世纪70年代初地中海的深海钻探，发现了二三千米厚的岩盐、石膏层。⑤这类蒸发岩应当是干旱地区的产物，地中海现在水深可达5000米，面积相当于黄海、渤海、东海总和的两倍，居然出现沙漠环境下的岩层，成为轰动一时的科学新闻。⑥距今596万年前开始，相当于全大洋6%的盐分在这里沉淀形成巨厚的蒸发岩层。

我们常说的沧海桑田是一个缓慢的过程，现在看来这一类超出常识范围的灾变事件，地质历史上也【】。现在水深超过2000米的黑海，也只有20多米水深的海峡与地中海相通。近200万年来黑海基本上是个大湖，大约一万年前湖面低于地中海近百米，但随着冰盖消融、洋面上升，到7000多年前地中海海面上升，突破博斯普罗斯海峡涌入黑海，突然造成灾难性洪水事件，最近科学家考证，认为这就是圣经里“诺亚方舟”故事的原型。

上述灾变属于区域性事件，深海钻探还发现了规模更大的全球性巨变。6亿年前，地球的两极大部分时间并没有冰层覆盖，像现在这样南北两极都有冰盖是绝无仅有的特殊时期。和现在反差最大的，是一亿年前恐龙盛行时的地球。当时，高纬度区的温度比现在高出15℃，大气浓度至少比现在高3倍，出现了几百万年大洋底部缺氧的现象，在洋底发现有机质大量堆积，在中东是石油的形成期。

距今最近的环境巨变，是两万年前的冰期，当时整个加拿大、美国和西欧的北部，全都压在几千米的冰盖之下。为什么会出现冰期？这种冰期还会不会再来？什么时候再来？一直是学术界必须回答的问题。现在已经明白：100年前阿尔卑斯山发现的几次大冰期、50年前太平洋沉积中碳酸盐含量的旋回，其实都是地球运行轨道几何形态变化。气候轨道驱动的发现和证实，是20世纪地球科学最辉煌的成就之一；轨道周期在世界各大洋地层中的对应性，为地质时期的纪年提供了天文学的标尺。但后来又发现，极地冰芯气泡反映的大气浓度，和深海沉积中氧同位素反映的冰盖消长，都和地球轨道呈现同样的周期现象。轨道周期如何能造成的变化？在冰期旋回中，究竟是高纬度冰盖的物理变化，还是低纬区碳循环的化学变化起着主导作用？这正是大洋钻探当前面临的课题。

1999年春，由我国科学家建议、设计和主持的南海大洋钻探，钻井17口、取芯5000米，实现了中国海深海科学钻探“零”的突破，首次取得了2300万年气候旋回的深海连续记录，其中一个重要成果，就是发现了40~50万年大洋碳储库的长周期变化，为探索热带碳循环在气候轨道周期中的作用提出了新认识。

人体内每种细胞的表面都有一层独特的含糖外衣。细胞之间进行相互作用时，比如细菌和病毒感染人体时，必须识别糖代码并进行适当的“分子握手”。如果能够破解细胞“甜言蜜语”中的奥秘，掌握阅读和书写这种细胞语言的技巧，我们将获得一种强有力的干预细胞活动的新方法，从而控制和治疗相关疾病。然而要做到这一点并不容易，作为细胞语言的糖代码非常复杂。

英国科学家在解释糖代码的复杂性时说，试着想象你是一种细菌，正在接近宿主细胞，在其表面上的生物分子“森林”上跳伞。你首先遇到的是由糖构成的“树枝”，它们通过蛋白质“树干”与细胞膜相连。任何想进入宿主细胞的细菌都必须________________。这是一个很高的要求，因为含糖“树枝”的形状太复杂了。糖代码（称为糖组）含有数十种不同的糖，这些糖在被称为聚糖的支链中融合在一起。阅读糖代码不仅仅是逐字解码，而是要认识每种糖的形状并理解它的含义。

在自然界中负责抓取细胞表面糖的是被称为凝集素的蛋白质，其内部空腔与特定的糖紧紧贴合在一起。我们知道凝集素的发现已有100多年的历史，并且最近已经开始进行人工制造。但仅仅对不同的凝集素进行整理分类并没有提高我们对糖代码的理解。而当化学家分离出特定的糖并确定了它们的结构之后，我们才对糖代码有了进一步的了解。由于它们如此的庞大、复杂，最好的方法是利用质谱仪，将它们分解为一系列的小片段，借助算法重建母体分子。到了21世纪初，科学家已经确定了一些装饰某些类型细胞的糖。2002年，英国伦敦帝国理工学院的科学家提出了一种方法，将数百个单糖固定在一个培养皿上，然后用各种凝集素和其他分子对它们进行清洗，看看哪些分子会互相结合。这是理解糖代码的一种自动化方法。不久之后，人们尝试利用这种方法，来探究艾滋病病毒和H1N1流感病毒在感染人体的过程中，与人体细胞表面上的哪些糖类进行了结合。然而，我们对于细胞的糖代码仍然知之甚少。

单纯阅读糖代码相对简单，但是如何书写或重写它们呢？这意味着将单个糖分子拼接成聚糖，这是一项艰苦的工作，包括要引导每种糖以正确的方式进行化学反应等。在人体内，这项工作由各种酶负责。不过，这项工作具有更加重要的意义。研究致病微生物表面的聚糖有助于开发更具针对性的疫苗。这种疫苗可使人体的免疫系统发现这些聚糖并杀死致病微生物。一些针对流感和脑膜炎的疫苗已经含有糖的成分，将来，这种方法可以有效治疗包括疟疾在内的其他疾病。

生态整体主义的核心思想是：把生态系统的整体利益作为最高价值而不是把人类的利益作为最高价值，把是否有利于维持和保护生态系统的完整、和谐、稳定、平衡和持续存在作为衡量一切事物的根本尺度，作为评判人类生活方式、科技进步、经济增长和社会发展的终极标准。

生态整体观古已有之，古希腊的“万物是一”“存在的东西整个连续不断”等可谓生态整体主义的最早发端。作为一种系统理论，生态整体主义形成于20世纪，主要代表人物是利奥波德和罗尔斯顿。利奥波德提出了“和谐、稳定和美丽”三原则；罗尔斯顿对生态整体主义进行了系统论证，并补充了“完整”和“动态平衡”两个原则；深层生态学代表人物奈斯又补充了“生态的可持续性原则”。国内外有一些学者把生态整体主义称为“生态中心主义”，这并不准确，甚至可以说是用传统的人类中心主义的思维方式来误解生态整体观。生态整体主义的基本前提就是非中心化，它的核心特征是对整体及其整体内部联系的强调，绝不把整体内部的某一部分看作整体的中心。中心都没有，又何来中心主义？

生态整体超越了以人类利益为根本尺度的人类中心主义，超越了以人类个体的尊严、权利、自由和发展为核心思想的人本主义和自由主义，颠覆了长期以来被人类普遍认同的一些基本的价值观；它要求人们不再仅仅从人的角度认识世界，不再仅仅关注和谋求人类自身的利益，要求人们为了生态整体的利益而不只是人类自身的利益自觉主动地限制超越生态系统承载能力的物质欲求、经济增长和生活消费。

从生态危机和生态整体观的角度来看，人类几千年来所犯的最致命的错误，就是以自己为中心、以自己的利益为尺度，没有清楚而深刻地认识到与人类的长久存在密切相关的生态系统的整体利益和整体价值。这个错误导致了无数可怕的、难以挽救的灾难。今后，如果人类还要继续以自己的意愿为【】判断标准，则必将犯更多、更可怕的错误，直至自己走向灭亡。生态整体主义倡导人类跳出数千年来的旧思路，努力去认识生态系统，进而将认识到的生态系统的整体利益作为衡量人类的一切观念、行为、生活方式和发展模式的基本标准，为防止人类重蹈覆辙、为人类缓解乃至最终消除生态危机提供了一个重要的思维方式和思想根源。