让3000年来的沉积柱，道出企鹅的秘密

　　孙立广1968年毕业于南京大学地质系，是学地质的科班出身。其祖籍安徽庐江。

　　他大学毕业正逢“十年动乱”，分到了煤炭部在福建龙岩的121地质队，主业找煤。直到“文革”结束后拨乱反正，高校奇缺人才，他才调进了位于合肥的中国科技大学，任地球与空间科学系地化专业教师，开授普通地质学。

　　回首往事，孙立广说：“家庭困难从未使我产生自悲，因为我的学习成绩优秀。但是因家庭出身地主的问题在内心留下很深的阴影。虽然连我父亲都没有一块属于自己的土地，但任何辩解只能被看成是‘划不清界线’。我内心渴望公平正义，努力认真读书，也许这是我刚强性格的源头，也是我始终特别拥护改革开放的原因。”

　　“孙老师上课，特别有激情，全校有名，所以他的课学生没有睡觉的。我是主动找他申请做他研究生的，没想到还有机会跟他去了南极，从此一发而不可收。”如今，已是极地环境研究室主任的谢周清教授说。

　　回首当年从南极回来，取得了沉积柱却没有科研经费的往事，孙立广颇有感触地说：“实际上，那些预期研究结果不确定并有可能失败的研究项目，才有可能是原始创新的项目，而这样的可能失败的研究项目，往往难以通过。原因可能是基金主管部门和参与评审的专家都很难接受这样的风险。”

　　所幸的是，刚刚就任中国科技大学校长的朱清时等三位校领导，破例批准给这个项目10万元研究经费。

　　当时，他们没有自己的实验室和测试仪器，就委托外校的一个分析实验室，测试雅湖中采集的宝贵样品，并千叮咛万嘱咐地拜托他们千万不要污染了样品。谁料想，一个月后，分析测试的结果出来了，企鹅粪土层中的农药残留差不多达到了当时农贸市场上蔬菜的农残水平。这是完全不可能的。所幸的是，孙立广送样时，在沉积柱的底部，也就是距今3000年的沉积物中取了一个作为比对的标样，3000年前没有农药DDT和“六六六”啊，只有它的数值为“零”，其它数据才有可能是可靠的。遗憾的是，这个样品的农残数据也是高值的。这让孙立广团队痛心至极：千辛万苦得来的沉积柱样品，几乎一半毁于数据造假！

　　惨痛的教训提醒他们：今后外送检测的样品一要备份，二必须打乱层序编写样号，三是有条件的话，让自己的博士生参与到对方实验室的检测过程中去，同时可以培养学生的动手能力。

　　在中科院南京地理所等科研单位的支持下，沉积柱的元素分析结果出来了，可以确定企鹅通过取食、消化磷虾和鱼类，以及在南极陆地排泄的生物地球化学过程，将海洋元素锶、氟等转移到淡水湖泊沉积物中来，通过海鸟这一介质实现了海洋和陆地之间大跨度的物质转移，使得该沉积物兼具海洋沉积、湖泊沉积和生物沉积这三重属性。而磷、锶、氟、硫、硒、钡、钙、铜、锌这9种元素是企鹅粪的生物标型元素，它们浓度的高低变化标志着企鹅粪在沉积层中的含量高低变化，而碳同位素的分析结果与其一致，由此恢复了阿德雷岛过去3000年中企鹅数量的变化：在人类未曾干预的情况下，企鹅种群发生过4次显著波动，距今1800-2300年即新冰期温度最低期间企鹅数量锐减；在距今1400-1800年间，气候相对温凉期间，企鹅数量最多，可见南极的气温过高或过低，均不适宜企鹅繁衍。

　　2000年10月14日，孙立广小组的论文《记录：过去3000年企鹅数量变化》发表在世界顶级期刊《自然》上。审稿人的评论是：“这是一种研究南极湖泊集水区历史时期企鹅数量的新颖的生物地球化学方法。在不久的将来，它很可能形成某种活跃的研究领域。”