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王建萍:用數(shù)據(jù)“拼”出人造火星

2019-09-10 07:22張?zhí)N
科海故事博覽·下旬刊 2019年3期
關(guān)鍵詞:鹽湖火星

張?zhí)N

從青海省海西蒙古族藏族自治州德令哈市出發(fā),驅(qū)車200多公里,到達(dá)一片荒無(wú)人煙的紅色低矮山崖——青海省大柴旦紅崖地區(qū)。這里常年人跡罕至,我國(guó)首個(gè)火星村——模擬火星基地將落戶于此。前不久,47歲的王建萍再次帶隊(duì)征戰(zhàn)“火星”。這位中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖研究所(以下簡(jiǎn)稱“鹽湖所”)研究員已記不得這是第幾次“出征”了。強(qiáng)烈的紫外線、肆虐的風(fēng)沙以及毫無(wú)征兆的暴雨暴雪,野外科考惡劣的自然條件在這位高原科考人的臉頰上留下了痕跡。大柴旦紅崖,被稱為“中國(guó)最像火星的地方”,而王建萍的任務(wù),就是帶隊(duì)在那里建設(shè)火星類比研究區(qū)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)。該項(xiàng)目于2018年啟動(dòng),至今已歷時(shí)近2年。

海歸博士選擇扎根大西北

1972年,王建萍出生在云南昆明。她的父親是當(dāng)?shù)亟煌ㄏ到y(tǒng)公務(wù)員,母親則在當(dāng)?shù)啬臣移髽I(yè)從事財(cái)會(huì)工作。在“做事要用心,給孩子充分自由”的家庭教育下,王建萍的天性得以釋放。她從小喜歡親近自然,深深迷戀著與自然地理有關(guān)的一切。20世紀(jì)90年代,王建萍如愿成為蘭州大學(xué)地理系的一名本科生,在蘭州大學(xué)攻讀完學(xué)士、碩士學(xué)位后,被分配進(jìn)入云南大學(xué)資源環(huán)境與地球科學(xué)學(xué)院任教。2006年,王建萍出國(guó)深造,赴英國(guó)伯明翰大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院攻讀自然資源管理方向的博士學(xué)位。但歸國(guó)不久后,她做出了令所有人都“大跌眼鏡”的決定——辭去大學(xué)教職,闊別故鄉(xiāng)云南來(lái)到青海,入職研究所,致力于鹽湖科學(xué)數(shù)據(jù)集成與分析、氣候變化及人類干預(yù)下現(xiàn)代鹽湖的變化規(guī)律、鹽湖區(qū)生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的研究?!叭嘶钜簧?,應(yīng)該多走出去,領(lǐng)略更多的風(fēng)景,這樣才能體會(huì)到更多的東西,成為更好的自己,這是我的人生目標(biāo)?!睂?duì)于當(dāng)初的選擇,王建萍如是說(shuō)。但選擇的代價(jià)是沉重的。離開(kāi)云南時(shí),王建萍的孩子僅11歲,她告別父母、離開(kāi)丈夫,忍痛與孩子分離。獨(dú)自一人遠(yuǎn)赴青海,距離將濃濃的親情分割在電話的兩頭,無(wú)數(shù)個(gè)夜晚,王建萍黯然神傷,想家、思念孩子,卻始終沒(méi)懷疑過(guò)自己的選擇?!皼](méi)能陪伴孩子成長(zhǎng),做一名合格的母親,這是我此生最大的遺憾……”說(shuō)到此處,王建萍眼眶泛紅。

信息要靠腳“踩”出來(lái)

荒漠氣候、植被覆蓋少、地表分布著河流、湖泊的沉積物……這樣的自然環(huán)境把大柴旦紅崖地區(qū)“塑造”成“我國(guó)最像火星的地方”?;鹦牵徽J(rèn)為是人類太空移民的首選,世界主要航天國(guó)家都在積極開(kāi)展探測(cè)和登陸相關(guān)準(zhǔn)備工作?;鹦翘綔y(cè)、取樣返回及未來(lái)實(shí)現(xiàn)火星登陸是個(gè)系統(tǒng)工程,其中最重要的準(zhǔn)備工作之一,就是在地球上找到合適的地方,進(jìn)行探測(cè)器有效載荷地面驗(yàn)證試驗(yàn)并開(kāi)展人類登陸火星的相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)和適應(yīng)性訓(xùn)練。“我國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃開(kāi)展得比較晚,2016年才開(kāi)始獨(dú)立實(shí)施火星探測(cè)。如今,該領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)十分激烈,我國(guó)火星探測(cè)及登陸的相關(guān)準(zhǔn)備工作已迫在眉睫?!蓖踅ㄆ冀榻B道,目前世界上已有多個(gè)火星模擬基地或研究類比區(qū),而我國(guó)境內(nèi)的火星類比區(qū)建設(shè)工作尚處初級(jí)階段,尚未建成得到國(guó)際學(xué)界認(rèn)可的火星研究類比區(qū),這嚴(yán)重影響了我國(guó)火星探測(cè)計(jì)劃的開(kāi)展。經(jīng)初步調(diào)查,2017年大柴旦紅崖地區(qū)被確認(rèn)為我國(guó)首個(gè)模擬火星基地的最佳選址區(qū),

但該地區(qū)以往研究積累較少,相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)極為匱乏,這嚴(yán)重制約了后續(xù)工作的開(kāi)展。為補(bǔ)上數(shù)據(jù)短板,2018年10月經(jīng)青海省科技廳主持立項(xiàng),“中國(guó)火星類比區(qū)(選址區(qū))與火星環(huán)境綜合信息數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建”項(xiàng)目啟動(dòng)。王建萍團(tuán)隊(duì)承接的項(xiàng)目任務(wù)是,系統(tǒng)研究大柴旦紅崖地區(qū)的氣候環(huán)境、地形地貌、沉積地層、地質(zhì)構(gòu)造的演變、雅丹地貌的形成與演化過(guò)程并將其與火星表面的地形地貌、氣候環(huán)境和地質(zhì)構(gòu)造等進(jìn)行相似性對(duì)比;通過(guò)研究獲取各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù),構(gòu)建中國(guó)火星模擬基地選址區(qū)綜合信息數(shù)據(jù)平臺(tái),最終為中國(guó)火星模擬試驗(yàn)和登陸訓(xùn)練提供可靠的科學(xué)依據(jù)。

數(shù)據(jù)和信息采集,是完成任務(wù)的關(guān)鍵?!懊織l信息都要靠腳‘踩’出來(lái)”,這是團(tuán)隊(duì)上下最常聽(tīng)王建萍說(shuō)的話。相關(guān)原始數(shù)據(jù)積累得少,于是她就用最“笨”的辦法——帶隊(duì)去野外采集。于是近兩年,王建萍常出野外,用腳步丈量著高原的土地,天生白皙的皮膚也在風(fēng)吹日曬下變了顏色。高原紫外線常年照射使她患上了日光性皮炎,因此外出科考時(shí)必須“全副武裝”?!俺鲆巴鈺r(shí)大家總笑話我‘捂’得太嚴(yán)實(shí),但皮膚只要暴露在日光下就會(huì)過(guò)敏,耽誤工作就得不償失了?!蓖踅ㄆ夹χf(shuō)?!耙巴饪瓶脊ぷ鲄^(qū)條件十分艱苦,常年人跡罕至,氣候極端干旱?!蓖踅ㄆ紙F(tuán)隊(duì)的一位工作人員對(duì)記者說(shuō),他們的考察路線風(fēng)化嚴(yán)重,崩落的巨石隨處可見(jiàn),一些溝谷幾乎被風(fēng)沙掩埋。雖有越野車和沙地摩托的幫助,但去很多地方只能靠徒步前行。“為了找到可以與火星類比的地形和地貌,王老師帶著我們要繞很多路才能到達(dá)目標(biāo)區(qū)域。蚊蟲(chóng)叮咬、烈日毒曬、塵土彌漫……這些對(duì)于科考隊(duì)來(lái)說(shuō),就是家常便飯?!蓖踅ㄆ嫉囊晃粚W(xué)生對(duì)記者說(shuō)。

籌建數(shù)據(jù)中心摸清鹽湖家底

回顧過(guò)去幾年的科研歷程,“火星”之外,王建萍把全部精力都放在了鹽湖上。鹽湖資源是中國(guó)西部地區(qū)的特色資源之一,也是我國(guó)具有國(guó)際優(yōu)勢(shì)的無(wú)機(jī)礦產(chǎn)資源,其中的鉀、鋰、硼、銣、銫等礦產(chǎn)資源甚至關(guān)系到國(guó)家的資源安全和戰(zhàn)略安全。1965年,鹽湖所建所后承接的首個(gè)任務(wù)就是對(duì)鹽湖進(jìn)行調(diào)查,摸清鹽湖資源家底。作為國(guó)內(nèi)唯一一個(gè)專門研究鹽湖的科研機(jī)構(gòu),近50年來(lái),鹽湖所積累了大量鹽湖科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)據(jù),但相關(guān)基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究相對(duì)分散。另外,由于相關(guān)數(shù)據(jù)格式不規(guī)范,無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交叉檢驗(yàn);各類計(jì)算模型、計(jì)算方法和結(jié)果多存儲(chǔ)在研究團(tuán)隊(duì)或個(gè)人電腦上,不能實(shí)現(xiàn)有效共享,也難以對(duì)鹽湖資源的合理開(kāi)發(fā)與利用起到支撐作用。整合并盤活鹽湖數(shù)據(jù)和信息的任務(wù),落到了王建萍身上。從2012年開(kāi)始,她放下了之前研究多年的工作,投入到青海鹽湖科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)工作中。在她的主持下,歷時(shí)5年,鹽湖所籌建起全球首個(gè)鹽湖資源數(shù)據(jù)中心,涵蓋鹽湖資源與環(huán)境、鹽湖地球化學(xué)、鹽湖材料與綠色能源等5大核心主題數(shù)據(jù)庫(kù),包含超算及大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)等多個(gè)模塊,一期工程數(shù)據(jù)量可達(dá)500太字節(jié)。一頭是“火星”數(shù)據(jù),一頭是鹽湖數(shù)據(jù),對(duì)于過(guò)去幾年主持的科研項(xiàng)目,王建萍用“上天入?!币辉~概括,而她和團(tuán)隊(duì)上下做的,不僅是收集數(shù)據(jù),更是“讓數(shù)據(jù)說(shuō)話”?!皵?shù)據(jù)收集再多,如果沒(méi)有分析,那就難以發(fā)揮出它們的價(jià)值。我們利用以往積累的鹽湖資料,對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了針對(duì)性解讀,其中一些結(jié)論對(duì)我國(guó)鹽湖資源的綜合利用、科學(xué)管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)提供了強(qiáng)有力的支撐。”王建萍說(shuō)。難得休假時(shí),王建萍依舊閑不住,她喜歡外出游歷,欣賞高原美景,她說(shuō)“自己或許注定屬于西北”。從西南到西北,回首自己一路走來(lái)的經(jīng)歷,王建萍說(shuō):“人生的每一步都在做選擇,既然選擇了,就勇往直前地走。我們永遠(yuǎn)不知道下一個(gè)路口會(huì)出現(xiàn)什么,即便不一定達(dá)到預(yù)期的結(jié)果,但盡過(guò)力就不后悔。”

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