简介
Katharine W. Huntington,麻省理工学院地质学博士,现任华盛顿大学地球与行星科学学院教授,主要从事碳酸盐团簇同位素地球化学研究,包括青藏高原、安第斯高原和北美西部地区古温度、古高程及地壳演化等领域。2024年9月,在DDE执行委会主席、首席科学家王成善院士和CO2 PIP首席科学家Isabel P. Montañez院士的大力推动下,首届古大气二氧化碳重建国际研讨会在杭州顺利召开,Huntington教授受邀参会。借此机会,《沉积之声》编辑部委托中国地质大学(北京)张来明教授,就团簇同位素的未来发展方向、团簇同位素实验室建设、地学大数据等中国读者关心的问题对Huntington教授进行了专访。
前言
访谈中,Huntington教授展望了团簇同位素领域未来的发展方向,认为未来几年有望在分析技术、标准化以及应用方面取得显著突破。Huntington教授强调了国际合作在推动团簇同位素领域快速发展中发挥的关键作用,建议中国团簇同位素实验室与国际同行开展广泛合作,热切欢迎中国学者参与团簇同位素国际学术社区建设。
团簇同位素的未来发展方向?
沉积之声:近年来,碳酸盐团簇同位素研究取得极大进展,您认为未来5-10年,碳酸盐团簇同位素研究在哪些方面可能会取得重大突破?
Katharine W. Huntington:碳酸盐团簇同位素研究已相对成熟,未来5-10年,测试技术的不断进步,将极大推动理论模型和实验方法的进步。例如,可以分析更小的样品,并且能够在全球多个实验室开展校准,从而得到更可靠的温度估计。我认为,双团簇系统将是下一个令人兴奋的方向,通过对Δ47和Δ48进行测定,结合激光光谱仪的应用,将进一步推动对碳酸盐形成过程中非平衡状态的探索。此外,将团簇同位素与其它非传统同位素(如三氧同位素)结合,将为研究带来更多创新机遇。
对中国团簇同位素实验室建设的建议?
沉积之声:您的团簇同位素实验室取得了巨大成功,目前中国也有多家团簇同位素实验室在建设中,您有什么经验能够分享吗?
Katharine W. Huntington:这是一个非常好的问题。首先,我要说的是,团簇同位素的测试确实非常复杂和困难。事实上,这是全球研究者都面临的挑战。我的实验室能够取得一些成功,关键在于与团簇同位素研究社区保持密切的合作和知识共享。
举个例子。我们有一个定期举办的团簇同位素国际研讨会,自2010年以来每18个月举行一次,下次会议将于一年半后在荷兰乌特勒支大学召开。这个研讨会最早是2010年由华盛顿大学主办的,当时我们认为团簇同位素是一个新兴领域,如果我们从一开始就互相合作和帮助,所有人都会更快地前进。这对我的实验室来说至关重要,因为我知道,当我遇到困难或问题需要发电子邮件或打电话求助时,其他人愿意分享经验和数据并帮助我解决问题;当他们有任何问题时,也可以随时联系我,我也会分享我的数据并帮助解决问题。
这为我们提供了交流与合作的平台,帮助彼此在实验室建设方面更快取得进展。我相信,这对中国学者来说也是非常有帮助的。团簇同位素研究社区非常开放,我鼓励中国同行积极加入这一全球社区,分享技术和经验。如果在实验室建设过程中有任何问题,如仪器校准、操作流程或者其他技术细节,随时可以联系相关实验室寻求帮助。
此外,我还建议对碳酸盐团簇同位素感兴趣的中国学者以我们2023年发表的综述文章为入门读物,这篇文章简明扼要地总结了碳酸盐团簇同位素当前的研究进展,并包含许多细节和技术说明。希望这篇文章能帮助更多学者克服实验中的常见问题。文章还有一个补充材料,其中囊括了我、我的合著者Sierra Peterson、我们的学生以及同事们曾经遇到的问题。我们在写作过程中常常会意识到,‘等等,为什么我们要这样做?’,于是我们会解释它的原因。因此,我们希望这篇文章可以成为一个很好的入门读物。
总之,我想强调的是,我非常欢迎同行们加入这个非正式但非常友好的社区。因为这项测试非常困难,对我来说也不例外,尽管我的实验室已经开始调试第二台全自动团簇同位素测试仪器,但仍然非常艰难,我经常会寻求帮助,同时也会帮助别人。
国际合作对地球科学的推动?
沉积之声:您此次受邀来杭州参会,对DDE与CO2PIP的合作有什么看法?您如何看待国际合作对整个学科的推动作用?
Katharine W. Huntington:总体来说,我认为,地球科学对我们探索世界非常重要,这不仅出于对世界的好奇与兴趣,还因为它与人类的未来密切相关,涉及很多全球性重大科学问题。因此,国际合作尤为关键,因为这些问题太复杂,太重要了,不可能由任何一个人或单一视角就能解决,需要来自世界各地的不同视角和共同努力才有可能解决这些问题,这是我对国际合作的整体看法。
具体到CO2PIP,这个项目已经开展超过七年时间。项目最初聚焦新生代大气二氧化碳浓度变化,如今我们希望扩展到整个显生宙,并使用一种全新的贝叶斯多指标正演模拟系统。这是一种全新的研究理念,需要来自全球的数据,因此国际合作是必不可少的。世界各地的专家手中积累了大量不同类型的数据记录,它们都能够为模型提供帮助。
在与DDE的合作中,我们也有许多收获。我非常兴奋的是,在研讨会中,我们讨论了许多已发表的模型,这些模型在许多领域(如团簇同位素的固态重排模型)被广泛使用,有很高的应用价值。然而它们过于复杂,对计算或编程能力要求很高,初学者很难顺利使用。通过DDE的平台,我们可以共同简化这些模型,帮助更多人使用这些关键工具。最后,我认为这也是一个好机会,让更多的中国同行了解CO2PIP。我们希望让大家知道,所有人都可以自主提交自己的数据,最终成为项目的贡献者,尽管可能他们的数据没有直接用于计算大气二氧化碳浓度,但这些数据仍然有望帮助我们构建最终的大气二氧化碳浓度曲线。
新兴技术对地球科学的影响?
沉积之声:您认为新兴技术(如人工智能、大数据或新的同位素分析方法)将如何影响未来的地球科学研究?
Katharine W. Huntington:关于这个问题,我目前还没有一个非常完整的想法。但我认为,我们拥有大量关于现代地球系统的信息、观测数据和资料,尽管它们蕴含巨大的潜力,但尚未被充分利用去回答深时地球科学问题或理解深时地球系统。所以我想,如AI、大数据或大型语言模型这样的新兴技术,是否能够帮助我们从海量的现代数据中提取新的模式,为古气候研究带来新的洞见,这将帮助我们更加智能地使用现有数据,为未来地球科学的探索提供强有力的支持。
中国地质大学(北京)张来明教授代表沉积之声采访Katharine W. Huntington教授