穿越探索之门

——中科院第十四届公众科学日暨地球环境研究所开放活动

　　2018年5月19日，中国科学院地球环境研究所举办公众科学日“科技创新，强国富民”主题公众开放活动，来自西安多所学校的师生和社会公众通过网上预约报名，参加了本次活动。由地球环境研究所科技外事处组织，黄土与第四纪地质国家重点实验室、地球环境所科普协会、综合办公室、学生会共同参与了此次公众开放活动。

　　在学术报告厅，为大家送上的科学故事是《神奇的溶洞》和《大洋瑰宝-砗磲》，溶洞中都有哪些生物呢，溶洞中哪些是石笋，哪些是钟乳石，哪些是石柱，它们是彩色的么？它们都有什么区别呢？砗磲是什么啊？砗磲能吃么？砗磲自己吃什么啊？砗磲怎么生小宝宝啊？这些问题来访者们都在薛刚博士生和刘成程博士生的报告中找到了答案。

　　认真听报告的小学生们和家长朋友

　　实验室参观中，我们的活动一如既往的丰富多彩。

　　低调的石笋和钟乳石

　　溶洞中的石笋和钟乳石并不像我们平常旅游中所见到的五光十色，绚烂无比，那是旅游开发者打上灯光后的效果，他们实际非常低调，一般自然的溶洞深处都是暗无天日的。在喀斯特地区，由于滴水的作用，溶洞中会形成各种各样的自然景观，例如石笋，钟乳石，石柱，石幔，石花，鹅管等。溶洞里长期无光，所以会衍生出一些无眼食人鱼和洞螈等视力退化的生物。科学家们通过各种地球化学手段提取石笋中包含的气候信息便可得知过去气候的变化。

　　鹅管 《图经本草》：石钟乳，溜山液而成，空中相通，如鹅翎管状。

　　石笋和钟乳石，从下“破土而出”为石笋，从上向下“倒挂金钟”为钟乳石，二者接连为石柱

　　切开的石笋剖面（图片来自谭亮成2016年Climate Dynamics文章，数字为该点位测试出来的年代）

　　砗磲，海洋瑰宝

　　在我们热带气候变化实验室中，大家终于看到了砗磲的真容。砗磲是海洋中最大的贝壳类生物，在气候研究领域的地位和珊瑚类似。砗磲具有明显的生长纹层，分辨率能到月甚至是天。利用其中的氧同位素、锶钙比并结合其他器测记录就能够精确反演过去百年甚至千年的气候变化和海表温度变化。

　　“如果哪位参观者能一个人将1.2 m的大砗磲从5楼实验室搬到1楼，这个大砗磲宝贝就送给他”，刘成程博士生笑着跟大家说道。这个1.2 m的大宝贝重达300斤，平时挪动他需要2-3个成年男子才能抬得动。想抬回家做澡盆，哪有那么容易！

大砗磲

　　树轮，气候变化的过去、现在和未来

　　树轮也具有层状结构，通过一层一层的宽窄变化，也能够提取到气候变化的信息。在树轮实验室，孩子们都惊诧于那个摆在墙边直径约1.3米的树轮，在王璐博士生讲解下，大家才知道，那个树轮年纪不大，其实才2-300年。

　　好大的轮盘啊！

　　实验室工作人员详细地讲解了树轮的前世今生，从寻找样地到获取树芯，在到年纹判读与校正，以及后续的树轮样品处理。孩子们纷纷坐到显微镜前，当了一回小小观察家。

你左，我右，咱俩一起看！

　　加速器质谱，碳14，铍10，铝26，碘129

　　加速器质谱中心的付云翀高级工程师微笑着给孩子们介绍着物理知识，虽然他们还听不懂，但是他们仍被眼前玻璃窗后面宽敞的空间里的复杂精密的庞然大物吸引住了——三百万伏特串列加速器质谱仪（AMS）。

孩子们隔玻相望AMS质谱仪

　　AMS结合高能粒子加速技术和高分辨率质谱技术，具有极高灵敏度和极少样品需求量，已成为高精度、高分辨率和微量长寿命放射性同位素研究中最前沿的大型仪器装备。而这台多核素（Be-10， C-14， Al-26， I-129）质谱分析装置不仅仅在碳十四测年、环境考古等传统领域发挥重大作用，而且对当前的碳减排、环境放射物示踪、洋流活动都作出了重要贡献。

　　空气污染，雾霾，纳米材料

　　“PM2.5是什么？”“雾霾！”有小朋友回答道。气溶胶物理与化学实验室的工作人员笑着说“你回答的很快，但是不准确。” 很多人会把两者混为一个概念，认为雾霾就是PM2.5，其实PM2.5只是雾霾的其中一种组成部分，两者属于包含关系。PM2.5颗粒物是构成霾的主要成分，对人体的伤害最大，是导致雾霾天气的“罪魁祸首”，所以治理雾霾的关键就是解决PM2.5问题。

　　“雾霾这么可怕，那我们该怎么办呢？”旁边一位小朋友有点着急了。工作人员笑了笑，“在雾霾天减少外出，戴口罩，使用净化器；当然，我们已经做出了比较强效的针对霾污染的纳米光催化材料，而且用在了室内空气净化器和西安市的除霾塔上。我相信，蓝天终将属于我们。”

激光穿透纳米溶胶的丁达尔效应实验

　　穿越探索之门

　　活动组织方表示“我们举办这样的公众开放活动，就是向公众传播科学知识，弘扬科学精神。特别是对青少年，通过亲身接触、亲耳聆听、亲眼所见，让他们更好地了解科学、认识科学，对科学产生兴趣。”

　　科学不仅是冰冷的样品与繁复的数字，而且是逻辑的流动与缜密的思考，更包含了在面对环境问题时保护自然的情怀，在面对科学进步、技术创新时依然保持冷静头脑，思考如何让科技繁荣社会，让科技强国富民。这是每一个科研工作者心中的愿景，也是吸引无数年轻一代投身科学事业的憧憬与光明。

　　最后，感谢我们的志愿者们，你们是最可爱的人！

志愿者们合影