李四光的杰出贡献
再说当魏格纳提出了大陆漂移说,并以自己的生命来验证这一学说的时候,在古老的东方中国,也有一位卓越的地质学家,用自己的一生,默默地叩击着地壳运动的秘密大门,为了证明其提出的地质力学理论,足迹遍布中国的山山水水。
这位地质学家,就是中国近代科学先驱人物中的佼佼者——李四光。 李四光,原名李仲揆,1889 年 10 月 26 日出生在湖北省黄冈县回龙镇下
张家湾的一个贫穷的家庭。
他的父亲李卓侯,是一个穷得叮◻响的教书先生,挣的钱还不够养活全
家。李四光从小一面在父亲教书的私塾里念书,一面要做许多家务事:挑水、打柴,还要舂米。
但是,这些不但没有妨碍他的学业,反而增大了他艰苦生活、刻苦奋斗的精神,这对他以后从事艰苦的地质事业,有着莫大的好处。
李四光小时候,特别善于思考和发问,遇到搞不懂的事情,他非要刨根问底搞个水落石出不可。
下张家湾附近有一块突兀在平地的大石头,别的孩子看到了就跟没看到似的,李四光却觉得非常奇怪,为什么会有这块大石头呢?它是从哪儿来的呢?它是怎么长成一块大石头的呢?那一天,他缠着父亲问了半天。
14 岁的那一天,李四光听说武昌开办官费的高等小学堂,只要学习成绩好都可以去考,便恳求父母借点钱让他去报考。
父亲很支持他,马上把家里的口粮都卖了,又从亲戚那儿借了一点,为他凑足了路费。1902 年冬天,他只身到武昌去投考。
在填写武昌高等小学校的报名单的时候,由于心情紧张,把姓名栏填上年龄“十四”了,这可怎么办呢?
由于没有多余的钱再买一张报名单,他急中生智,把“十”改成了“李”, 但是“四”字却不好改了,叫“李四”又太难听了,正在焦急的时候,一抬头看到了墙上的横匾“光被四表”,于是,他灵机一动,给自己取名为“四光”。
从此,李仲揆又名李四光。经过考试,他以第一名的成绩考取了武昌第二高等小学堂。
在武昌高等小学堂里,李四光学到了许多在私塾里无法学到的知识,如算术、历史、地理等。他如饥似渴地求知,每次考试都是第一名。
他凭着出众的才学,敢于抗争的勇气,迫使学校当局不得不保送这个穷人的孩子到日本去留学。那是 1904 年,李四光才 15 岁。
到了日本后,他选择了造船专业,他希望有朝一日,自己的国家也能拥有一支强大的海军。他刻苦钻研,勤奋学习,学习成绩在班上总是名列前茅。
年仅 16 岁的李四光是孙中山在日本组建同盟会的第一批会员。孙中山先生“努力向学,蔚为国用”的亲切勉励,成为他日后奋发图强的强大动力。 6 年后,李四光以优异的成绩从日本大阪高等工业学校毕业,回国后政
府分配他到湖北中等工业学堂任教。
1912 年,辛亥革命失败以后,李四光被选为湖北军政府实业部部长,他
这时才 22 岁,他实指望能够为祖国的富强干一番事业了。
可没有过多长时间,孙中山辞去了临时大总统的职务,袁世凯上台执政。李四光一气之下,辞去了实业部部长职务,西去英国,再度留学,先是学采矿,以后又转学地质。
1918 年 5 月,李四光以《中国之地质》这篇论文,获得了自然科学硕士学位。他渴望把所学的知识尽早贡献给祖国,他谢绝了导师谢尔顿要他留下继续深造的建议,1920 年初,毅然踏上了归国的旅途。
回国以后,李四光应北京大学校长蔡元培的邀请,在北京大学地质系担任教授,他把满腔的热情都倾注到了他的事业上。
他一面教书,在北大地质系给学生讲岩石学和高等岩石学,带领学生到野外采集标本,观测地质现象。一面又进行科学研究。
李四光最早进行研究的是含煤地层中古代生物演变历史。由于他当时经
常带领学生到河北省南部的六河沟煤矿实习,他深知要想搞清矿产生成规律,一定要弄清地层划分的状况。
由于主要造煤时代是石炭纪,因此,对石炭二叠纪地层中所含的微体古生物科化石标本的研究,就成为这项研究的基本工作。特别是对栖居浅海海底的单细胞动物的研究更为重要。
鐻是一种浅海的单细胞动物,形如纺锤,在国外被称为“纺锤虫”,栖居海底。最初出现于石炭纪早期,广泛分布于世界各地,种属繁衍甚多, 到二叠纪末期灭绝。
我国石炭二叠纪地层分布很广,是世界上主要产 的地区之一。因此, 对比研究各种化石的形态、特征、确定它们种属演化的关系,是详细划分石炭二迭纪含煤地层不可缺少的一个重要依据。
但是,这种微体古生物的鉴定工作艰巨而细致,先要把标本切成薄片, 再磨到十分之几毫米厚,然后用显微镜观察。
李四光通过对大量科化石的鉴定,创立了 科鉴定的十条标准。他自己用这个标准定出了 20 多个新属,并于 1927 年出版了专著《中国北部之
科》。
由于这项研究所取得的成果,李四光荣获母校伯明翰大学的博士学位。李四光在研究科的同时,还开始了另外一项非常有意义的工作,那就
是对第四纪冰川的研究。
地球发展史上曾经有过几次大冰期,那时候,地球上的许多地方被冰雪覆盖着,当天气变暖时,冰雪便融化,这样就形成了冰川,最近的一次冰川是发生在二三百万年前的第四纪,所以称之为第四纪冰川。
1921 年夏春之交,李四光带领学生到河北省邢台沙河县进行野外实习, 发现了一些奇怪的石头,它们不像是水冲下来的,石头上又有明显的擦痕, 很像冰川条痕石,因此,李四光推测,中国可能存在第四纪冰川。
同年 6 月和 7 月,李四光头顶烈日又到山西大同盆地进行煤田地质调查, 又一次发现冰川作用的遗迹。
于是,李四光以这两次观察到的现象为内容,发表了《华北挽近冰川作用的遗迹》的报道,打破了中国近代冰川研究方面的沉寂局面,对外国人认为中国不存在第四纪冰川的观点提出了挑战。
某些外国地学家对此采取了轻蔑和冷漠的态度,大自然的复杂的多样性也确实为寻找更多的证据设置了许多难以克服的困难。然而,李四光没有被困难吓倒。
人们认为中国没有第四纪冰川现象的一个重要原因,是因为这个地区从第三纪直到今天,一直被认为是属于干旱性气候,因此没有冰雪覆盖的可能, 也谈不上冰川。
可是,李四光自从找到了冰川条痕石以后,他开始考虑,在漫长的干旱气候中,是否会有间歇性变化呢?为了验证这一点,也为了让更多人能接受这一事实,他决定寻找更多的冰川遗迹。
十年以后,他四赴庐山实地考察,冰川的擦痕又一次次地展现在眼前。1936 年 8 月,第四次赴庐山时,他索性把家搬到庐山。
庐山的不同寻常的地貌,特别是牯岭西谷一块巨石矗立在另一巨石上的奇特景象,给了他非常大的启示。
其后,他又作了大量详细周密的调查,不光得出庐山有大量冰川遗迹的结论,而且认为中国第四纪冰川是山谷冰川,并且可以划分为三次冰期。
李四光还亲自到黄山,去进行实地考察。在黄山,他同样获得了冰川作用遗迹的宝贵资料。
1936 年 9 月,李四光发表了《安徽黄山之第四纪冰川现象》的论文,这篇文章和几幅冰川现象的照片,引起了中外学者的注意。
德国地质学教授费斯曼到黄山看罢回来赞道:“这是一个天翻地覆的发现。”李四光数十年的含辛茹苦,第一次得到了世人的承认。
李四光对于中国第四纪冰川的潜心研究,在 1937 年完稿的《冰期之庐山》中得到全面阐述。
尽管直到今天,关于中国是否存在第四纪冰川,仍然有着激烈的争论, 但是,李四光作为一个科学家,开创了中国第四纪冰川的新的学术研究方向。人们不能不叹服炎黄子孙超人的胆识和坚韧不拔的力量。
李四光早年在作科研究时,还发现了另外一个重大的问题:在同一个地质时代里,华北地区以陆相沉积(历史上没有被海水淹过的陆地)为主, 间有海相沉积(历史上地层被海水淹过的地区)薄层;华南地区则以海相沉积为主,越往南,海相沉积越厚。
这就说明,在那个时期,海水的进退,南北的差异相当大,南方有海浸的现象,北方则有海退的现象。
为什么在同样一个地质时代,海浸、海退竟然有这么大的差异呢?李四光从此开始对这一现象进行艰苦的探索和研究。
李四光首先就断然否定了当时地质学家所流行的一种说法:地球表面的海水运动是全球性的,要升都升,要降都降。
因为按照这种观点,就无法解释在同一个地质时代里,北方海退、南方海浸的现象。他再翻阅国外的有关资料,发现国外也有类似的现象,以北半球来说,南方海浸,北方海退,海水由两极涌向赤道;而经过若干的时候, 又出现相反现象。
于是,李四光提出了自己的观点,海水不但有垂直运动,而且有水平运动。水平运动则是由于地球的自转速度,在漫长的地质时代中,反复发生时快时慢的变化的结果。
1926 年,李四光发表了《地球表面形象变迁之主因》的论文,系统地阐述了地球自转速度的变化是引起地球表面形象变迁的主要原因,提出了推动地壳运动的主要力量是在重力控制下地球自转的离心力。
李四光认为,这种离心力不光影响海水的运动,而且影响地壳运动,造成地壳的褶皱、沉降和断裂⋯⋯
这种把应用力学引入到地质学中,用力学观点解释和研究地壳构造和地壳运动的规律的科学,就是李四光创立的地质力学。
李四光的地质力学理论,为研究地壳运动问题开辟了新的途径,它使地质科学的发展进入了一个新的阶段。
特别值得一提的是,李四光利用他所创立的地质力学原理,在中国寻找石油的伟大贡献。
20 年代,美国的美孚石油公司曾经在我国的陕北地区打过油井,因没有能打出石油,因此,美国人就断定中国没有石油。
李四光则根据其地质力学理论,认为:新华夏构造体系沉降带有“可能
揭露有重要经济价值的沉积物”,这个沉积物指的就是石油。
正是因为他的这个观点,所以在 50 年代初,当毛泽东主席和周恩来总理询问我国天然石油的远景如何时,李四光的态度是乐观的,并且建议在全国范围内广泛开展石油地质普查工作。
李四光运用地质力学的理论指导了全国石油地质普查的战略选区工作, 对东部油田的发现,作出了重大的贡献。
首先,李四光敢于冲破旧有理论的束缚,驱散了笼罩在中国人心的“中国贫油”论的迷雾,科学地指出了中国有丰富的油气资源。
其次,李四光预测出松辽、华北等面积辽阔、覆盖层厚、很少岩层露头、更缺油气显示的地区的含油远景。
最后,在突破松辽盆地之后,李四光又及时指出要到那些和松辽盆地处于同一大地构造体系的不同段落的地区找油的正确方向。
实践证明,这种战略性的指导是很准确的。在以后的几年中,中国在广大地区进行了石油地质普查工作,竟然找到了几百个可能的储油构造。
不久,地质部又根据李四光的意见,提出了“不放弃西北,多搞东部” 的方法。李四光和石油部的勘探队一起,终于探明了规模大、产量高的大庆油田。
李四光并没有因此而沾沾自喜,固步自封,他接着又指出:“今后该是我们跳出门坎往南移动的时候了。”在这个理论的指导下,李四光接连在华北、下辽河和江汉等地区发现了油田。
在李四光地质力学理论的指导下,“中国贫油”的帽子被彻底摘掉了, 同时,地下水找到了,地势找到了,金刚石成矿带也找到了⋯⋯
地震一直是地球人的一大心病,它始终在困惑着人类,威胁着人类。李四光对中国地震情况的预报和研究,也作出了自己的应有的贡献。
1967 年,在湖北省间县地震后不久的一个深夜,中南海怀仁堂,国务院
正在召开一个紧急会议,会议的议题是:有关方面报告,当天清晨 7 时北京
将发生 7 级以上的地震,建议国务院批准同意,立即通知北京居民搬到室外避震。
周总理听取了各个方面的意见之后,便征询李四光的意见,问情况是不是这样紧急,需不需要疏散北京市的居民。
李四光没有立即回答总理的问话,而是拿起电话机,向北京周围的地应力观测站了解情况,然后才回到座位上,态度很明确地对总理说,今晚不要急着发警报。然后又补充了一句,请毛主席放心休息吧!
周总理同意不发警报。第二天,太阳依旧平安地照亮了北京城,人们依旧平静地生活、工作着。李四光的判断证实了。
早在 1965 年 3 月 19 日,经医生诊断,李四光就患了左髂骨总动脉瘤,5
个月后,肿瘤已由 4×6 厘米发展成 7×7 厘米,发展的后果可能会破裂或栓塞,导致死亡。
医生一再叮嘱李四光,不能有过多过重的体力活动。
然而,李四光却是个闲不住的人,他想到,地热资源的开发与利用还没有得到广泛的重谢,地质力学的许多工作还有待于进一步完善,地震预报的探索才刚刚起步,⋯⋯所以,李四光不顾年高体弱,重病在身,多次爬山涉水深入到地震地质第一线,把自己的全部心血都无私地奉献给了他所热爱的地质事业。
1971 年,当他最后一次住进医院的时候,他还对医生说,只要再给我半年的时间,地震预报的探索工作,就会看到结果的。
令人遗憾的是,没有能够等到半年,就在他说了这些话的第二天,即 1971
年 4 月 29 日,他的动脉瘤突然破裂,抢救无效,他永远地离开我们了。
但是,李四光的精神,李四光的追求,将永远鼓舞着我们,为继续验证中国第四纪冰川的存在,寻找中国丰富的地下资源,探索地震发生的成因和规律,而继续去努力,去奋斗,去叩开地壳运动秘密的一道又一道大门。