„Ha meg akarod védeni a Földet, meg kell értened, mi történik benne” – Interjú Qin Wang professzorral, a Nanjingi Egyetem szerkezetföldtan- és kőzetfizikusával
Prof. Qin Wang a Tianshan-hegység árnyékában nőtt fel, ahol a domboldalak megmászásával és a kőzetgyűjtéssel töltött gyermekkora kijelölte későbbi pályájának irányát. Több mint két évtizede a Kína kilenc vezető kutatóegyeteme közé tartozó Nanjingi Egyetem Földtudоmányi és Mérnöki Karának munkatársa. Kutatásai a szerkezetföldtan és a kőzetfizika határán helyezkednek el; amin belül kiemelt szerepet kap az ásványok nagy nyomás és magas hőmérsékleti viszonyok mellett bekövetkező deformációs mechanizmusa, valamint a földrengések, a lemeztektonika és bolygónk hosszú távú fejlődése titkainak feltárása. Májusban volt alkalmunk beszélgetni vele, amikor ellátogatott Sopronba, a HUN-REN Földfizikai és Űrtudományi Kutatóközpontba.
– Több mint húsz évet töltött a Nanjingi Egyetemen, előbb hallgatóként, aztán oktatóként és professzorként. Mi teszi különlegessé az intézményt?
– A Nanjingi Egyetem tagja a C9 Ligának – Kína kilenc vezető kutatóegyetemének –, és az ország egyik legrégebbi, 1902-ben alapított felsőoktatási intézménye. Földtudоmányi és Mérnöki Karunk épp a közelmúltban ünnepelte 105. születésnapját. Amit a legtöbbre értékelek, az az egy helyen összegyűlt szakértelem sokszínűsége: szerkezetgeológia, geofizika, petrológia, geokémia, őslénytan, hidrológia, valamint mérnöki geológia. Ha van valami ötleted és közreműködőre van szükséged, egyszerűen bekopogtatsz egy kolléga ajtaján. Ez az interdiszciplináris kultúra gazdagítja a tudományt. Állami egyetemként finanszírozásunk nagy része kormányzati forrásokból érkezik, elsősorban az Oktatási Minisztériumtól, a Kínai Természettudоmányos Nemzeti Alaptól és a Tudományos és Technológiai Minisztériumtól. Ugyanakkor sok oktatónak vannak aktív ipari kapcsolatai. Az ásványkutatás, az új energia és a geológiai mérnöki tevékenység területén elért eredmények közvetlenül bekerülnek a gazdaságba, az ipar visszajelzései cserében értékes adatokkal szolgálnak a kutatási projektek számára. Így jön létre az eredményes visszacsatolás az alapkutatás és a valós igények között.
– Milyen elvek alapján végzik a hallgatók oktatását, különösen alapképzési szinten?
– Az ország legjobb öt százalékából toborozzuk hallgatóinkat, de a létszámot alacsonyan tartjuk – évente kb. 4000 alapszakos hallgatóval –, hogy mindegyikükkel maximális odafigyeléssel tudjunk foglalkozni. Az első két évben a hallgatók nem köteleződnek el egyetlen szakterület mellett sem. Egy tágabb kari csoporthoz csatlakoznak, és szabadon kóstolhatnak bele különböző kurzusokba, mielőtt szakosodnak. Ha valaki egy év után rájön, hogy a földtudоmányok nem neki valók, és inkább a fizikát vagy az informatikát részesíti előnyben, átmehet. Azt szeretnénk, hogy a hallgatók tudatos döntést hozzanak, ne véletlenszerűt. Az egyetem valódi súlya a posztgraduális képzésre esik: mintegy 19 000 mesterszakos és 11 000 doktorandusz hallgatóval. Ők korszerű laboratóriumokhoz és széles körű nemzetközi cserekapcsolatokhoz férhetnek hozzá. Állami egyetemről lévén szó, a tandíjak is szerények, és a legtöbb posztgraduális kutató ösztöndíjat kap, amely fedezi a tandíjat és egy kis kutatási juttatást is nyújt.
– A Nanjingi Egyetem Kínában az elsők között vezette be egyetemi szinten a mesterségesintelligencia-kurzusokat. Hogyan hasznosítják az AI-t a földtudоmányokban?
– Eszközként tekintünk a mesterséges intelligenciára, nem a gondolkodás, a természetes intelligencia helyettesítőjeként. Rendkívül hasznos nagy adathalmazok elemzésében, az irodalom gyors áttekintésében és kutatási hiányok azonosításában. A hallgatóknak azonban meg kell érteniük a korlátait: az AI magabiztosan idézhet nem létező forrásokat, vagy közölhet hamis adatokat, ezért mindent ellenőrizni kell. Az általunk hangsúlyozott szabály egyszerű – használd az AI-t a hatékonyságod növelésére, de soha ne a saját érvelésed helyettesítésére. Az igazán új felismeréseknek tőled kell származniuk.
– Alap- és mesterdiplomáját Kínában szerezte, PhD-jét Kanadában, azóta pedig Európa-szerte is különböző együttműködésekben vesz részt. Mit tanított Önnek ez a nemzetközi pályaív?
– 1992-ben kezdtem a Nanjingi Egyetemen, majd Montrealban szereztem a doktori fokozatomat ásványmérnöki területen és ez a váltás meghatározó volt. Kanada hatalmas ország, óriási területekkel, amelyeket geológiai szempontból még alig tanulmányoztak részletesen, így erős hagyománya van a felfedező jellegű terepi munkának. A tudományos kultúra nyílt és együttműködő, a képzés színvonala igen magas.
Kína az elmúlt húsz évben drámaian megváltozott. A kormány sokat fektetett a földtudоmányokba – ez részben kényszer volt, hiszen az országnak fel kellett térképeznie óriási ásványi és energiatartalékait –, és ez a finanszírozási bőség az egész területre jótékony hatást gyakorolt. A kutatói közösség nagy, versenyképes, és egyre inkább bekapcsolódik a nemzetközi vérkeringésbe. A kínai és a nyugati tudomány között egykor meglévő szakadék mára jelentősen szűkült.
Európában leginkább a sokszínűség ragad meg, nem csupán kulturálisan, hanem geológiailag és szellemileg is. Az európai tudósok képesek a helyi geológiai ismerеteket releváns globális kontextusba helyezni. Gyakran tesznek fel olyan kérdéseket, hogy a saját régiójuk hogyan illeszthető be a Föld fejlődésének szélesebb ívű történetébe, és ezek az összehasonlítások igazán izgalmas tudományos eredményekhez vezetnek. Azt is észrevettem, hogy az európai kutatók a legnagyobb természetességgel végeznek határokon átnyúló munkákat – talán azért is, mert az országok viszonylag kicsik, a geológiai kérdések pedig amúgy sem veszik figyelembe az államhatárokat.
Ha meg kellene neveznem egy különbséget, azt mondanám, hogy Kínában az alapkutatás és az alkalmazott eredmények kapcsolata nagyon explicit. A finanszírozó szervezetek szeretik látni a társadalmi hatásokat, a kutatók pedig hozzászoktak ahhoz, hogy ezeket is figyelembe vegyék. Az európai hagyományokban talán nagyobb tere van az ettől a nyomástól mentes, pusztán kíváncsiságvezérelt kutatásoknak. Mindkét megközelítésnek van értéke. A legjobb tudomány, amelyet láttam, egyesíti mindkettőt: egy valódi intellektuális kihívást jelentő kérdést, és a tudatosságot, hogy a válasz egyszer majd a laboratórium falain kívül is fontos lesz valakinek.
– Kutatásainak középpontjában az áll, hogy mi a „víz” szerepe a nagy mélységű kőzetekben és ásványokban. Meg tudja magyarázni, miért számít ennyire még a nyomokban jelen lévő „víz” is?
– A legtöbb ember felszíni jelenségként gondol a vízre – folyók, óceánok. A „víz” azonban ásványok belsejében is tárolódhat, akár kristályszerkezetük részeként, akár hidroxilcsoportok formájában a rácson belüli hibákba rejtve. Az alsó kéregben és a felső köpenyben található ásványok, például az olivin és a piroxén is képes ilyen módon vizet csapdázni, pedig kémiai képletükben nem tartalmaznak hidrogént.
Még a 100 milliomodrészes (100 ppm) koncentráció is drámaian csökkenti ezeknek az ásványoknak a szilárdságát nagy hőmérsékleten és nyomáson. Egy ásvány, ami alapesetben csak rendkívüli erőhatásoknak kitéve deformálódna, a nyomokban tartalmazott víz miatt sokkal könnyebben kezd el „folyni”. Ez pedig sok mindent befolyásol, a köpenyáramlás sebességétől a mélyföldtani elektromos vezetőképességig, amelyeket geofizikai módszerekkel a távolból is tudunk mérni. Ennek révén jobban megérthetjük, miért szeizmikusan aktívak egyes területek, míg mások milliárd évekig stabil kratonok maradnak.
– Mi az összefüggés a víz és a szubdukciós zónákban zajló földrengések között?
– A szubdukciós zónák – ahol az egyik tektonikai lemez a másik alá bukik – a Föld szeizmikusan legveszélyesebb területei. Ahogy a süllyedő lemez egyre nagyobb mélységbe ér, a benne lévő vizes ásványok lebomlanak, és a tárolt vizet a körülöttük lévő kőzetekbe engedik. Ez megnöveli a pórusnyomást, és a nagy pórusnyomás sokkal könnyebben töri meg a kőzeteket, akár több száz kilométerrel a felszín alatt is. Gondoljunk egy felrázott pezsgősüvegre: a nyomás megtalálja a leggyengébb pontot, és azon tör át. Ez a mechanizmus magyarázza a mély és közepes mélységű földrengések nagy részét, amelyeket például az északkeleti japán szubdukciós zóna térségében figyelünk meg.
– Ön tagja volt a Nemzetközi Kontinentális Tudományos Fúrási Program tanácsadó testületének is. Miért fontos még ma is a mélyfúrás?
– A felszíni feltárások pillanatfelvételeket adnak, nem folytonosságot. A kéreg millió évek alatt zajló fejlődésének megszakítatlan történetét csak fúrással lehet kiolvasni. A valaha befejezett legmélyebb fúrás – a hidegháború idején elvégzett oroszországi Kola-szupermélyfúrás – alig haladta meg a 12 kilométert. A Németország által indított kontinentális fúrás nagyjából 9 kilométeres mélységet ért el, mielőtt a hőség megakasztotta a projektet: úgy 256 Celsius-fok felett a fúróeszközök annyira meglágyulnak, hogy már nem képesek áthatolni a kemény kőzeteken. E korlátok ellenére a fúrásokból származó minták átírták a kéregösszetételről, a fluidumok keringéséről, a természeti erőforrásokról, a földrengési folyamatokról, a mélységi életről és az őskörnyezetről alkotott elképzeléseinket.
– Mi hozta most Magyarországra, és milyen együttműködést képzel el az itteni intézettel?
– A Nemzetközi Litoszféra Program keretéin belül találkoztam Sierd Cloetingh professzorral, aki igen elismerően szólt a HUN-REN FI munkájáról. Intézményeink tavaly írtak alá egy együttműködési megállapodást, amely a szeizmológiára, a mélységi szerkezetre, az üledékes geológiára és az őslénytanra összpontosít. Látogatásom ennek az együttműködésnek az első lépése volt – szemináriumot tartottam, találkoztam a kollégákkal, és elkezdtük feltérképezni, hol fedik át igazán egymást az érdeklődési területeink. Ami a konkrétumokat illeti, idén közös terepi kirándulást tervezünk Nyugat-Kínában, amelyen magyar hallgatókat is szívesen látunk. Reméljük, hogy mindkét oldalról összehozzuk a kollégákat és hallgatókat workshopokra is, mert a tudományban az igazi ötletek gyakran akkor születnek, amikor informálisan beszélgetünk a mindkét felet érintő kérdésekről.
– Ha egyetlen üzenetet mondhatna a nagyközönségnek arról, miért fontos a Föld mélyének megértése, mi lenne az?
– Minden, amit a felszínen látunk – a hegységek alakja, az olaj- és gázmezők elhelyezkedése, az ásványlelőhelyek eloszlása, a földrengések mintázata – a Föld mélyében zajló, millió évek alatt végbemenő folyamatok eredménye. Ha okosan akarjuk felhasználni a természeti erőforrásokat, csökkenteni a természeti katasztrófák okozta károkat, vagy tisztább energiát – például geotermikus energiát – termelni, először meg kell értenünk, mi történik a lábunk alatt. A Föld mélye nem elvont tudományos kíváncsiság tárgya – ez az a hajtómű, amely létrehozta a világot, amiben élünk, és még mindig működik.