朱祥坤:数据驱动的元素测序基因探索
在物质世界的宏观周期表中,元素的演化轨迹可以通过它们的“基因”——同位素来追溯。不同物质家族间,同位素组成各异。在地球漫长的地质演化过程中,给石头中的不同元素测定其“基因”,就能揭示其来源、形成时间和过程。年复一年地进行这样的研究,是中国地质科学院研究员朱祥坤不断追求的事业。
从仰望星空到脚踏实地
作为地球科学家,朱祥坤与同位素结缘起始于仰望星空。当1998年,《科学》杂志发表了一篇文章称火星陨石带来的证据可能指向生命存在时,这激发了利用同位素分析方法开展天体生物学研究的小趋势。随后,稳定同位素分析技术逐渐扩展至金属元素。
2002年回国加入中国地质科学院后,朱祥坤继续他的工作。他坚持使用数据驱动的方法,即利用实验室数据解释野外现象,并将这些发现倒推至更广泛的地球化学背景。这不仅让他在野外工作中获得乐趣,也使得他能够在实验室中对样本进行精确测量和验证。
从“无用”到“有用”
20多年的努力之后,在5月份,一项国际标准原子量更新事件发生了,让人们意识到了给地球中的各种材料测定多种元素“基因”的重要性。这项更新基于数百篇文献调研和超8000个铅同位素数据,其中最小值和最大值都来自于朱祥坂等人早期对苏格兰西北部Lewisian古老杂岩体独居石的分析结果。
这次事件证明了基础研究对于未来科技进步所扮演的角色:“基础研究是根基,不仅支撑我们的矿产资源开发,还支持我们理解环境变化。”近年来,他团队取得了一系列重大创新成果,如建立非传统稳定同位素高精度分析技术、研制铁铜锌等多种同位素标准物质,以及构筑非传统稳定同位素地球化学示踪参照系等,这些都为解决国家资源环境问题提供了科技支撑。
从坚守到优秀
坚守基础研究是朱祥坤持续追求真理、严谨治学精神的一部分。他始终瞄准世界一流水平,并取得优异成绩。2003年,他回国不久,就拿下了两个国家自然科学基金项目:国家杰出青年科学基金项目和重点项目。这两项资金支持,为他独立做科研奠定了基础。此后的二十余年里,他主持6个自然科学基金项目,并参与2期创新群体项目,以此推进全球首个碳酸盐岩稀土元素精确定量部分溶解法,并提取古海水地球化学信息,从而发现并阐明了一个氧化事件,这改变了解早期生命与环境协作关系的心智视角。