寻找地球系统科学的突破口

doi:10.11867/j.issn.1001-8166.2024.063

地球科学进展 ›› 2024, Vol. 39 ›› Issue (8): 767 -771. doi: 10.11867/j.issn.1001-8166.2024.063

寻找地球系统科学的突破口

汪品先 ¹(

), 郭正堂 ², 焦念志 ³, 金之钧 ⁴, 王成善 ⁵

^1.同济大学海洋与地球科学学院, 上海 200092
^2.中国科学院地质与地球物理研究所, 北京 100029
^3.厦门大学碳中和创新研究中心, 福建厦门 361002
^4.北京大学能源研究院, 北京 100871
^5.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院, 北京 100084

收稿日期:2024-07-18 修回日期:2024-07-28 出版日期:2024-08-10

Towards Research Breakthroughs in East System Science of China

Pinxian WANG ¹( ), Zhengtang GUO ², Nianzhi JIAO ³, Zhijun JIN ⁴, Chengshan WANG ⁵

^1.School of Ocean and Earth Science, Tongji University, Shanghai 200092, China
^2.Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
^3.Carbon Neutral Innovation Research Center, Xiamen University, Xiamen Fujian 361002, China
^4.Research School of Energy Resources, Peking University, Beijing 100871, China
^5.School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences (Beijing), Beijing 100084, China

Received:2024-07-18 Revised:2024-07-28 Online:2024-08-10 Published:2024-09-10
About author:WANG Pinxian, Professor, Member of Chinese Academy of Sciences, research areas include marine geology and palaeoenvironment. E-mail: pxwang@tongji.edu.cn

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地球系统科学是地球科学的转型，为了研究如何将地球科学的转型与中国科学的转型相结合，国家自然科学基金委员会和中国科学院联合开展了相关研究，并出版了《中国地球系统科学2035发展战略》报告，旨在寻找中国地球系统科学突破的重点。提出了3个可能成为突破口的研究方向： $①$ 海洋碳泵的重新认识， $②$ 水循环及其轨道驱动， $③$ 东亚—西太平洋地区的海陆衔接。这些研究方向体现了我国自然环境的特色和已有的科学积累，有望促进中国学派的形成。

关键词: 地球系统, 海洋碳泵, 水文循环, 俯冲带

The recently published report “Earth System Science in China: The Development Strategy for 2035” identified three major areas for potential research breakthroughs: $①$ Revisiting the marine carbon pump, $②$ Hydrological cycle and orbital forcing, and $③$ Ocean-Continent connection between the Pacific and Asia. The strategy research group was jointly established in 2019 by the National Natural Science Foundation of China and the Chinese Academy of Sciences. Over the course of three years, the group organized 14 thematic workshops, involving over 500 experts from various research fields. This study provides a brief overview of these three major research areas.

Key words: Earth system, Marine carbon pump, Hydrological, Cycle, Subduction zone

中图分类号:

表1 中国地球系统科学的突破口

Table 1 Potential Breakthrough Fields in Chinese Earth System Science

方向	专题
重新认识海洋碳泵	海洋溶解有机碳与冰期旋回
	有机碳与矿物——从海水到岩层
	生物碳泵的地质演化
水循环及其轨道驱动	40万年偏心率长周期的破坏
	水循环的地质演变
	气候系统演变中的两半球和高低纬相互作用
东亚—西太平洋的海陆衔接	太平洋板块俯冲和东亚大地幢楔
	西太平洋边缘海盆地的形成与演化
	大陆横向不均一性对大洋板块俯冲的影响
	中新生代盆地流体活动及资源环境效应

表1 中国地球系统科学的突破口

Table 1 Potential Breakthrough Fields in Chinese Earth System Science

方向	专题
重新认识海洋碳泵	海洋溶解有机碳与冰期旋回
	有机碳与矿物——从海水到岩层
	生物碳泵的地质演化
水循环及其轨道驱动	40万年偏心率长周期的破坏
	水循环的地质演变
	气候系统演变中的两半球和高低纬相互作用
东亚—西太平洋的海陆衔接	太平洋板块俯冲和东亚大地幢楔
	西太平洋边缘海盆地的形成与演化
	大陆横向不均一性对大洋板块俯冲的影响
	中新生代盆地流体活动及资源环境效应

1	Research Group on the Development Strategy of Chinese Disciplines and Frontier Fields （2021-2035）. Earth System Science in China： the development strategy for 2035［M］. Beijing： Science Press， 2024： 257.
	“中国学科及前沿领域发展战略研究（2021—2035 ）“项目组. 中国地球系统科学 2035 发展战略［M］. 北京：科学出版社，2024： 257.
2	JIAO N Z， HERNDL G J， HANSELL D A， et al. Microbial production of recalcitrant dissolved organic matter： long-term carbon storage in the global ocean［J］. Nature Reviews Microbiology， 2010， 8： 593-599.
3	WANG P X， LI Q Y， TIAN J， et al. Long-term cycles in the carbon reservoir of the Quaternary Ocean： a perspective from the South China Sea［J］. National Science Review， 2014， 1（1）： 119-143.
4	XIE Shucheng， JIAO Nianzhi， WANG Pinxian. Promoting studies on the geological evolution of marine biological carbon pumps［J］. Chinese Science Bulletin， 2022， 67（15）： 1 597-1 599.
	谢树成，焦念志，汪品先. 加强海洋生物碳泵地质演化的研究［J］. 科学通报， 2022， 67（15）： 1 597-1 599.
5	WANG P X， WANG B， CHENG H， et al. The global monsoon across time scales： mechanisms and outstanding issues［J］. Earth-Science Reviews， 2017， 174： 84-121.
6	ZHU Maoyan， GUO Zhengtang， WANG Pinxian. Evolution of water cycle in deep time： current research status and key questions［J］. Chinese Science Bulletin， 2023， 68（12）： 1 425-1 442.
	朱茂炎，郭正堂，汪品先. 水循环的深时地质演变：研究现状与关键问题［J］.科学通报，2023， 68（12）： 1 425-1 442.
7	PÄLIKE H， NORRIS R D， HERRLE J O， et al. The heartbeat of the Oligocene climate system［J］. Science， 2006， 314（5 807）： 1 894-1 898.
8	GUO Z T， BERGER A， YIN Q Z， et al. Strong asymmetry of hemispheric climates during MIS-13 inferred from correlating China loess and Antarctica ice records［J］. Climate of the Past， 2009， 5（1）： 21-31.
9	RIDGWAY K R， DUNN J R. Observational evidence for a southern hemisphere oceanic supergyre［J］. Geophysical Research Letters， 2007， 34（13）. DOI： 10.1029/2007GL030392 .
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11	ZHU Rixiang， XU Yigang. The subduction of the Western Pacific plate and the destruction of the North China Craton［J］. Science China： Earth Sciences， 2019， 49（9）： 1 346-1 356.
	朱日祥，徐义刚. 西太平洋板块俯冲与华北克拉通破坏［J］. 中国科学：地球科学， 2019， 49（9）： 1 346-1 356.
12	WANG P X， HUANG C Y， LIN J， et al. The South China Sea is not a mini-Atlantic： plate-edge rifting vs intra-plate rifting［J］. National Science Review， 2019， 6（5）： 902-913.
13	JIN Z J， ZHANG L P， YANG L， et al. A preliminary study of mantle-derived fluids and their effects on oil/gas generation in sedimentary basins［J］. Journal of Petroleum Science and Engineering， 2004， 41（1/2/3）： 45-55.

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