亚洲内陆荒漠扩散能否遏止？大气要暖到什么程度？下一个全球冰期会在何时出现？知道地球漫长的历史中发生了什么，就可能预言人类的未来。
　　
　　千万年来，风将黄土从远方搬到中国北部，在黄土高原上形成了厚厚的沉积层。一层层的中国黄土，蕴藏着几千万年来一个个的地球故事。中国黄土，与极地冰芯和海洋沉积物一起，并列为解读地球古气候的三部天书。
　　
　　与较少受到干扰的极地冰芯和深海沉积物相比，陆地沉积物因为容易风化侵蚀、连续性差而一度不被重视。但在中科院院士、国际环境最高奖——泰勒环境科学成就奖得主刘东生先生及其同伴、后继者们几十年的努力下，中国黄土被证明是研究气候变迁历程的可靠记录，其中很多信息还是其它记录所无法替代的。
　　
　　20世纪30年代，刘东生院士的老师杨钟健先生那一辈的研究者为中国黄土研究打下基础时，认为黄土的形成是十几万年来的事。50年代以后，在刘东生这一辈人的努力下，黄土的历史被倒推至第四纪（地质学上最新的一个时期，约为300万年前至今）早期，大约距今260万年的时候。此后，刘东生院士的学生安芷生院士、丁仲礼教授等人把它推到600万～800万年前。再到刘东生院士的学生郭正堂博士等人，更在最近把中国黄土的历史追溯到2200万年前。
　　
　　“新生代”解读天书
　　
　　2002年3月14日，英国《自然》杂志以“亮点文章”的形式，发表了郭正堂等人的论文《中国黄土指示亚洲荒漠化起源于2200万年前》。文中报道：郭正堂等在甘肃省秦安县发现一套全球独有的黄土－古土壤剖面；研究表明，其形成年代为2200万～620万年前，从而确定亚洲内陆荒漠化和冬季风环流系统起源于2200万年前，比以往的认识至少推前了1400万年；这一研究结果对探讨亚洲内陆荒漠化起源、发展过程及相关的动物、植物、类人猿的迁移和演化具有重要意义，也直接支持“喜马拉雅山在这一时代即已隆升到相当的高度，足以阻挡来自海洋的水汽并改变大气环流”的观点。
　　
　　郭正堂博士是刘东生院士最为赞许的年轻学者之一，他是刘院士在中科院地质与地球物理所带的博士后。郭正堂介绍说，这项研究是在国家自然科学基金、国家重点基础科研规划项目和中科院创新项目资助下，从1998年开始的一项阶段性研究成果，也是他近年来的工作重点。他自1990年从法国学成归来，一直在地质与地球物理所工作，主持项目包括国家杰出青年科学基金、基金重大项目二级课题、国家重点基础科研规划（“973”项目）课题等；从事的研究包括新生代古气候与古全球变化、青藏高原对周边环境的影响、古土壤学、土壤碳循环、古环境与古人类等；这些项目，或多或少和甘肃秦安县的这套黄土有所关联。
　　
　　郭正堂告诉记者，中国这套厚达253米的黄土——古土壤序列是全球迄今发现最连续、最完整的晚新生代陆相风尘堆积序列，在许多方面可以说是全球独一无二的古环境演化记录。
　　
　　所有的发现都显得有一定偶然，2200万年的黄土也不例外。1998年9月，郭正堂带着寻找更老的古地层的想法，准备进行一次青藏高原周边的实地考察。带着3名学生，他踏上了行程。由兰州往西安途中，公路两侧红黄交错、层层相叠的幽沟深谷吸引了他的视线。请司机停下车子，走到近旁大致数了一遍：最少有200层！不用检测，郭正堂已经知道，这决不是之前一直研究的几百万年黄土，很可能，一个重要发现就要在自己手里产生了。这个地方，正是秦安。
　　
　　郭正堂说：“我们很幸运。”
　　
　　之后4年多，郭正堂和他的同事们每年要花2个月左右时间来秦安勘测、采集样品。他把主要精力放在这套黄土上，手里的研究小组一共七个人，有四个就投放在这里。采集样品的工作单调、累人而且不能有半点疏忽错失：首先挖去表层浮土，也许几尺，也许几米，有时还要挖十几米深的沟；然后采集、装袋、贴标签，采集地要精确到毫米，因为两个采集点的高度差，最后确定在区区2.5厘米而已；过程中那份小心翼翼，简直像是采掘成气候的老山参——这种操作，他们重复做了超过15000次。
　　
　　15000份样品，需要一一分析、检测。第一步，它是不是黄土？第二步，它形成于哪个年代？简简单单两个问题，具体采用的分析手段、工具多达十来种，针对每个样品一一做来，其繁琐、单调简直难以想像。以第一步为例，要进行的检测包括初步目测、光学显微镜和电子显微镜观测、各种地球化学和沉积学测试；第二步，更要检测出样品的地磁属性、分析其中所含有的各种化石。刘东生院士就说过，这项研究持续5年，收集了上万个数据，因为时间跨度大，有些数据不行了还要重做。“这才是踏踏实实做事情。”刘院士深表赞许。
　　
　　经过两年多的精心研究，2000年底，郭正堂和他的小组形成了对秦安黄土的基本概念，初步提炼出其中的理论意义。但是为了做得更扎实一些，他们决定再推敲检验一年。许多数据，他们都又重做了一遍，有些做了几遍。到2001年9月，论文发到《自然》编辑部，今年3月，文章刊出，《自然》杂志高级编辑兰根博格博士专门写了评述，在全球学界引起很大反响。
　　
　　郭正堂说，这项工作取得成功，是研究小组成员付出艰苦努力的回报，也与刘先生、安先生的指导、很多老师和同事的交流和鼓励密不可分。
　　
　　前路依然漫长
　　
　　秦安黄土，全球独一无二的陆相古环境演化记录，如此珍贵，应该怎样善加利用？
　　
　　郭正堂回答说，他们正准备在前期工作的基础上，展开深入研究。“我们准备更详细地研究这套黄土记录的环境变化历史信息，包括植物演化、亚洲季风环境形成的过程，这些变化与两极冰盖的发展，与青藏高原、喜马拉雅山隆升之间的具体关系。”
　　
　　必须承认，列举的各项无一不是相当重要的命题。由于中新世是新生代以来全球环境、古生物和构造等的大变革时期，新发现的这套记录为全球和区域环境演化及相关研究提供了诸多的可能性。有了如此系统、连贯的原始观测对象，大量古环境信息有待于在未来的研究中开发。如美国著名古气候学家、威斯康星－麦迪逊大学的库兹巴赫教授所评论的，“这项工作的主要贡献之一是把地球轨道与气候变化的对比扩展到800万年以前的时段”。可以说，黄土古气候学，从此可以研究得越发“古”了。
　　
　　自20世纪80年代后期，古气候学界将亚洲内陆荒漠化作为全球新生代气候恶化的重要标志之一，其发生的时代和原因对理解新生代环境演化的因素和机理都有重要意义。郭正堂等揭示出荒漠化和亚洲冬季风环流起源于2200万年前，这个认识本身就对若干领域的研究具有重要意义，包括对动物、植物、类人猿迁移和演化的研究，等等。
　　
　　郭正堂接下来要着手的工作，正是要向着这些问题纵深发展：“我们的工作，本身就是一种多学科交叉的研究。中新世的黄土，就像它上面的黄土一样，其中蕴涵的信息要让我们研究多年。研究工作才刚刚开始。”郭也希望能有各专业领域，比如动物和植物方面的专家学者和他们一起进行这些研究。他表示，手头那15000多份样品，“谁要，我会给他”，只要研究确实有意义，能做出好的成果。国际通例，同类样品，包括海底沉积物、极地冰芯，都可以有一定程度上的共享；郭正堂希望国内学界也能逐渐建立起一种合理的共享机制，让我们的研究工作在分工合作下不断取得进步。
　　
　　样品库里现存的15000多份秦安黄土样品，分别来自之前集中研究的两个剖面。研究者们已开始进行第三个剖面的样品采集，采集点高差比照之前一个剖面，确定在2.5厘米。然后就努力把信息分析从平面引入立体，不仅研究单一剖面上的历史变迁，更要弄清同代地层携带信息的逐渐转变，确定诸如风尘来源地区、堆积年代的物候气象等一些细节问题，真实还原古环境图景。
　　
　　天书解开三两页，无字部分依然多。郭正堂说：“真正解读黄土天书的，是刘先生和安先生等这些国际知名的科学家。作为年轻的一代，有几代人在理论和研究方法上的基础，只能说是学习如何‘解读’。”他和他的同事们，要走的路还很漫长。
　　
　　8月8日，中科院正式任命郭正堂为地球环境研究所所长。他从北京来到西部，离秦安黄土，又靠近了一步。