文/本刊记者 冯昭 于宝源
2025年09月23日

他是深受国际同行敬重的火山学家,曾十次进入长白山、七上青藏高原、三探北极、两征南极,足迹遍布七大洲、五大洋,科考行程可绕地球几圈。
作为我国第一位火山研究领域的院士,他将中国新生代火山活动规律的研究提高到国际水平,率先查明了我国火山的时空分布规律和岩石地球化学特征;参与新疆、东北资源探查和生态环境研究,揭示南极火山活动和气候变化的关系,在火山地质、第四纪地质领域做了大量系统性、原创性工作。耄耋之年,他又通过抖音等平台传播科普知识,成为深受年轻网友喜爱的“火山爷爷”。
他就是中国科学院院士、国际单成因火山研究委员会联合主席刘嘉麒。
艰难求学 咬定青山不放松
从幼年起,刘嘉麒就与大山有着不解之缘。
20世纪40年代,刘嘉麒出生于辽宁丹东医巫闾山深处的一个偏僻村落,无论拾柴割草还是读书上学,都要翻山过河。当时,小学设在离家四里路程的一座庙里,在佛像前的空地摆几条长板子,就是课桌,低一点儿的做板凳。
由于父亲早逝,尽管家中分有田地和果园,但对于一个失去劳动力的农村家庭来说,即便再少的学费也难以承受。9岁的刘嘉麒就像一颗飘落进石缝里的草籽,前途一片黯淡,家人甚至动过让他辍学的念头。幸运的是,老师在得知他的家庭困境后,主动找学校免除了学费。母亲和老师的坚持,让刘嘉麒愈发勤奋,到高中毕业时,他已成为全校仅有的三名全优生之一。
1960年,刘嘉麒考入长春地质学院。当时,正值三年困难时期,学校粮食少,菜也没有油水。学生们往往早晨喝一碗稀粥,上第二堂课肚子就叫了,很多同学回宿舍趴着,但他会坚持把所有课上完。大学毕业时,他从1300多名毕业生中被选拔出来,获得报考研究生的资格,并考上了研究生。
“文革”期间,刘嘉麒终止了研究生学习,被分配到辽宁营口地质队接受工人阶级再教育。四年后调到吉林冶金地质勘探公司研究所,担任同位素地质研究室主任,负责建成当时冶金部第二个同位素实验室,开展钾-氩年龄测定和氧、硫同位素分析。
1978年,国家恢复研究生招生制度,“科学的春天”随之到来,37岁的刘嘉麒决心把前些年荒废的学业重新补回来。“当时,我在原单位已经做到室主任了,但觉得‘山中无老虎,猴子称大王’是不行的,要变强,就得去更强的地方和人家竞争。”刘嘉麒回忆,“我告诫自己,‘文革’耽误了十年,自己得三十岁当二十岁过,四十岁当三十岁活。”
最终,刘嘉麒考入中国科学技术大学研究生院。然而,命运依然没有忘记给他设置挑战:宿舍是唐山地震时搭的地震棚,冬冷夏热,苍蝇老鼠随处可见;只有俄语基础的刘嘉麒,还要从ABC开始学习英语。他的硕士论文是做同位素地质年代学,于是就到长白山采集火山岩样品,再回到实验室做测试分析,把野外和室内工作结合在一起进行探索。就这样,刘嘉麒开始了火山地质研究之路。
三年后,刘嘉麒又考取中国科学院院士刘东生的博士研究生,在中国科学院地质研究所第四纪地质研究室,用同位素定年方法厘定出中国第四纪地层和地质年表。与此同时,他赴中国科学院新疆地理研究所,主持建立起新疆的第一个放射性碳定年实验室,促进了我国第四纪研究的发展。
1985年,刘嘉麒获得中国科学院地质研究所地层古生物专业博士学位,第二年因攻克用同位素方法测年轻的火山岩年龄难题获得首届侯德封(地球化学)奖;1990年,又被国家教委和国务院学位委员会评为“作出突出贡献的中国博士学位获得者”。
时至今日,他的硕士、博士论文数据结论,仍在被国内外同行引用。
摸清家底 全面论述中国火山
20世纪80年代,中国的火山研究还很落后,不但文献少,甚至有的文献明确记载“中国没有火山,中国的火山资料要从国外获取。”然而,刘嘉麒用足迹改变了这种认识。
在新疆西昆仑山,刘嘉麒查明当地火山曾于1951年喷发,写下中国大陆最新一次火山喷发的记录,并将这座火山定名为阿什火山;在大兴安岭、青藏高原,他新发现火山20多处并确证其中有十余处活火山,推翻了国外学者关于“中国近代没有火山活动”的观点。不仅如此,他还通过一系列研究,建立起中国火山与全球火山活动的联系,证实中国东部地区新生代火山岩与东亚板块体系密切相关、青藏高原的火山活动与高原隆升密切相关。
刘嘉麒相继调研了中国90%以上的火山,系统研究了全国火山的时空分布和地球化学特征,并于20世纪末撰写并出版了《中国火山》一书,详尽介绍了中国火山的方方面面。在野外考察,危险在所难免。“当时连一辆自行车都没有,去哪儿都靠两条腿。”刘嘉麒回忆,有一次在西昆仑山考察,沿着克里雅河一路上行,他被洪水冲倒在河里,水流很急,还夹裹着石头,幸好被维吾尔族向导冲上去,抓住衣服捞上来。
这些努力,不仅成就了中国火山学,也成就了刘嘉麒。如今,刘嘉麒正在写作第二本关于火山的书籍,会更全面、更细致。
“地质工作以天地为己任,山川做课堂,探索地球奥秘,为人类谋福利,是无比崇高豪迈的事业。”回首往事,刘嘉麒十分庆幸当年的选择。
不惧艰险 亲历“地狱之门”
“我们搞地质的,如果一辈子看不到火山喷发,是挺遗憾的一件事儿。”刘嘉麒告诉本刊记者,自己亲眼见过五六次火山喷发,至今记得在夏威夷岛看到火山喷发时的心情:火球般的炙热岩浆伴随大量气体向外喷发,映红了天,点燃了海,岩浆顺着山体向下流淌,汇成一片火的海洋。“火山,真是地球的灵魂。”刘嘉麒说,“那是我第一次感受到地球热烈而蓬勃的生命力。”
火山喷发之美摄人心魂,而火山研究却往往惊心动魄。
2000年,刘嘉麒赴印度尼西亚考察喀拉喀托火山。近一百多年来,这座著名火山始终处于活动期,1883年的一次巨大喷发,曾造成3万多人死亡。为了近距离观察研究,刘嘉麒和团队成员决定向山顶进发,他们本想攀登到喷气冒烟的山顶观测火山口状态,但在距离山顶不足200米时,地面开始震动——这是火山喷发的前兆。所幸火山没有马上喷发,科考团队才躲过一劫。
这种惊心动魄的场面,刘嘉麒遇到过不止一次。“科学探险本来就是一场冒险,勇敢一点是必要的。”不过,在他看来,这并不意味着要去做无谓的冒险——不仅要清楚可能存在的风险,还要知道怎么去保护自己的安全。
一些照片记录下了刘嘉麒火山探险的足迹。挂在他办公室墙上的《地狱之门》,拍摄的就是他考察过的一处活火山——位于东非大裂谷的艾里塔拉火山。火山口里充满岩浆,冒着青烟,发灰的熔岩外壳皲裂,露出通红的缝隙。
那是2007年,他和国际同行从埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴出发,历时三天抵达目的地。大家在山脚下支起帐篷睡了一宿,次日一早便开始爬山。山上没有路,他们爬了近6个小时才到达山顶。地表温度高达60多摄氏度,人像被架在火上烤。两瓶水很快见底,大家身上的每个毛孔都张大“嘴巴”想要喘息。空气里弥漫着刺鼻的臭鸡蛋味,那是致命气体硫化氢存在的信号。浑身是汗的刘嘉麒把剩水倒在毛巾上,捂住口鼻。湿毛巾可以让他安全地在火山毒气里待上一两个小时,以便观察地质现象,采集样品。
除了观察和采样,刘嘉麒有时还要给岩浆测温。在留尼汪岛的富尔奈斯火山、西西里岛的埃特纳火山,刘嘉麒都给火山喷出的岩浆测过温度。每次,他都要忍受炙烤,设法把测温仪伸进流动的岩浆里。而这些探测数据对于获取火山活动的地质背景和动力条件、监测预报火山活动非常有用。
除了危险和不确定性,火山科考还充满着艰辛。
每次火山考察,刘嘉麒都要采集许多岩石标本,带回实验室分析。为了省时间,他一般不走回头路,饿了就拿出干粮充饥;回不了驻地就趴在壕沟里和衣而眠。
创新应用 让玄武岩变身新材料
在进行火山考察的同时,刘嘉麒在岩石学、年代学、地球化学、地球动力学、古气候学、资源与灾害等领域,均取得了一系列理论与应用研究成果。
他办公室摆放着一些看似普通的石头,桌上的一本样品册中,则是用这些不起眼的石头“拉制”而成的纤维丝、布块、棒材。刘嘉麒介绍,这些“神奇”的无机硅酸盐纤维具有耐热、阻燃、绝缘、吸音、抗拉、耐腐蚀等高性能,在航天、航空、军事、消防、建筑、交通等领域有广阔的应用前景。
用玄武岩拉丝,是近年来刘嘉麒做的一件重要事情。玄武岩是火山喷发形成的一种岩石,在自然界分布广泛。过去,这种岩石没有太多的用处,一般只能做铺路的石子,但是经过研究,这种岩石纤维的化学性质、力学性质和物理性质比金属丝还好,未来将是钢铁或碳纤维的重要替代材料。
早在20世纪50年代,苏联科学院就开始从事玄武岩纤维研究,并于1985年拉出来第一根丝。我国在2003年才用玄武岩拉出来第一根丝,但发展很快,目前相关技术、生产和应用水平都远超其他国家。2024年6月,嫦娥六号着陆器在月球背面展开的五星红旗,就是利用玄武岩拉丝制作而成。
“不同的玄武岩拉出的丝性能是不一样的,选择的原料、生产的方法都会不一样。我了解玄武岩拉丝的原理,可以用理论指导生产和应用。”刘嘉麒说,科研不光是著书写文章,还要用创新指导创业,把科学的价值和意义充分发挥出来。
2024年8月,以刘嘉麒团队为核心的玄武岩纤维复合材料工程中心在辽宁沈阳正式揭牌。该中心就是通过致力于玄武岩纤维复合材料技术创新,为航空产业发展注入动力。目前,玄武岩纤维复合材料工程中心已与沈阳航空航天大学、沈阳变压器研究所展开技术攻关,并依托和发挥刘嘉麒团队在玄武岩纤维复合材料领域的前沿技术能力,加快推动相关科技成果转化。
玄武岩拉丝,只是火山研究成果转化,推动社会发展的一个侧面。“自然科学向深海、深地、深空发展,也都离不开对火山的研究。”刘嘉麒说。
热心科普 网友追更“火山爷爷”
学术和专业之外,刘嘉麒要做的事情还有很多。在科普场馆、中小学校甚至社区活动中,都能看到他活跃的身影。“科学知识被越来越多的人了解和应用,你的科研价值就会越来越大。所以,科学普及和科技创新同等重要。”刘嘉麒认为,科学知识只有被广大老百姓掌握了,才能够发挥更大作用。
因此,刘嘉麒多年来一直积极从事科普工作,八旬院士做起了博主。
他力图用最生动浅显的比喻,把火山的知识讲明白。《玄武岩如何“点石成金”》《南极的风有多大》《火山与宝石》等短视频,都获得上百万网友的观看。地质现象不能光靠语言描述,刘嘉麒就搜集视频资料,学习动画制作。很快,他在短视频平台“开课讲地质”受到欢迎,成为众多网友喜爱的“火山爷爷”,相关话题一度冲上热榜。
“我们对年轻人讲的,哪怕其中一句话对他们有作用,可能也会影响到他们的人生。”刘嘉麒认为,只有从社会层面提倡科学家精神,让孩子们爱上科学,才能对青少年成长产生真正的作用。如今,一百多个广为传播的短视频,也让耄耋之年的刘嘉麒收获了自己的新使命:播种,“种”出明天的科学家。
今年2月,刘嘉麒与多位院士联合发起“全国青少年科普阅读行动巴中倡议”,希望广大青少年通过多读书提高科学素养,从而激发他们创新的潜能。在刘嘉麒看来,热心科普,不仅需要满腔热忱,更需要科研工作者发自内心地热爱——“对科学、对社会乃至对整个国家,怀着一腔热爱。”