中国行星科学研究时代来临

“行星科学是未来国家科学研究的战略高地，中国科学家应该尽早地在这一领域占得一席之地。”日前在出席探月与地学科学研讨会期间，中国工程院院士郑绵平在接受《科学时报》采访时如此强调。

 

2009年年初，参加美国休斯顿年度月球与行星科学大会的经历给郑绵平留下强烈印象：中国发展行星科学的时机已经来临。历经数月思考，6月16日，中国工程院院士郑绵平与美国圣路易斯华盛顿大学王阿莲教授等人在上述研讨会上正式提出了行星科学的概念。

 

当今地球系统科学已注意把地球当做一个行星从整体上来认识，但地球作为太阳系行星系统的子系统，其运动也要受到行星系统的制约，许多科学问题的解答也需要地球科学进一步向行星科学拓展。因此，郑绵平等人在比较行星学和行星地质学的基础上提出，所谓行星科学是指：运用地球科学的基本理论和方法，融合物理学、化学、生物学和遥感技术，对太阳系行星体（包括卫星）的物质组成、结构、构造、成因机制及演化历史进行类比和研究的学科。

 

“行星科学研究的目的在于通过对比它们的异同点，来推断行星体的整体演化历史和未来发展趋势，深化人类对地球和其他行星自然规律的认知。”郑绵平表示。

 

郑绵平喜欢引用地质学家出身的温家宝总理说过的一句话：一个民族有一些关注天空的人，他们才有希望；一个民族只是关心脚下的事情，那是没有未来的。他对记者表示，从地球上发展起来的地学理论，如今需要在更加宏观的行星系统尺度上验证其合理性。对行星的历史与现状的研究，对研究地球的过去、现在和将来都有重要意义，而且还能够审视诸如岩石圈构造、火山学、大气圈的成因、元素地球化学起源等现有地学的理论。

 

“一个典型的例子就是，板块理论对地球大陆构造研究时，就不能都得到合理解释，而据近期探测，火星和月球就不存在板块运动，是另一种地质构造机制；又如地球早期的撞击构造痕迹已被掩盖或者已经消失。而火星、月球的早期撞击构造多仍保存。因此，可以类比行星的形成和演化模式，来重新审视地球早期的地质、大气和生物演化等方面的认识。”郑绵平说。

 

行星科学的研究，还可以促进当代人类对重大科学难题的认知，尤其是生命的起源和地球—行星的起源以及地球未来的演化，这些涉及到人类长远的未来。著名地质学家李四光在1972年就曾指出，在研究地球起源问题时，不能不考虑太阳和行星运动的统一性，以及具有不同密度的行星环绕太阳分布的特点。

 

从盐类科学研究出发，郑绵平如今对火星产生了强烈的兴趣：“火星上盐类的形成、组分、世代和变化的研究，实际上完全可以由人们对地球上成盐作用的认识提供借鉴。”与之类似，人类对赖以生存的地球岩石圈、水圈、冰冻圈、大气圈的研究等均有丰富的成果和经验积累，这对于类比和阐明行星演化可以发挥重大作用。

 

郑绵平强调，行星科学是一门跨学科的新科学，把行星当做地质体研究，涉及地球科学所有的分支学科，同时还包括研究地球一般不涉及的特殊作用，如太阳风、撞击等。并且，因为大多数行星探测通过轨道器、着陆器或月球车等遥控进行，所以行星光谱学和行星遥感是十分重要的。此外，行星测地学和制图学也必不可少，二者通常把所有的观测结果连在一起。

 

近年来中国空间探测活动十分活跃，神舟6号、神舟7号上天，嫦娥绕月实施，今年10月拟发射“萤火一号”卫星探测火星，这让郑绵平看到，中国已具备向邻近行星探索的经济实力和技术能力，正是加速发展行星科学的好机会。

 

“一方面，中国在地球科学方面，包括地质学、自然地理学、大气科学、测绘学等都有较长期积累，也不乏研究人才。另一方面，国际上对行星探测科学数据共享的机制已形成。”郑绵平表示。

 

与中国空间探测工程技术的进步以及天文学和太阳物理学的出色成就相比，中国行星科学亟待大力发展。“行星科学知识是全人类的应当共享的精神财富。中国人应该而且也能够作出自己的贡献。”郑绵平说。

 

郑绵平同时表示，行星科学是国际性科学，需要国际合作，决不能闭门造车；搞国际合作，既合作、又竞争，可促进学科发展。例如火星、月球的座标系就需要各国科学家共同协作。从经济上考虑，探索行星是一项花费巨大的项目，过去冷战单打互斗的局面，已经和即将走向联合探索道路。

 

郑绵平最后就加强中国行星科学研究提出几点建议：一是要重视科学家的声音——行星工程技术需要继续加强与行星科学家的密切结合和交流。

 

二是要建立我国行星科学中长期规划，有计划、有重点地向行星科学进军，需要将地学（地质、地理、大气、测绘等）相关力量进一步组织起来。

 

三是要培养行星科学人才，目前有条件的中国地学院校，酌情建立地球与行星科学系（院），以培养相关人才。

 

四是建议建立部委级科学研究专项和国家自然科学基金委行星科学分部，从政策、项目和科研经费等方面支持行星科学的发展。

 

 

 

《科学时报》 (2009-6-26 A1 要闻)