AI赋能地层学解锁地球“档案”

沈树忠，地层古生物学家，中国科学院院士，南京大学地球科学与工程学院教授、博士生导师，南京大学生物演化与环境科教融合中心主任，国际地层委员会副主席。长期从事生命演化与环境变化领域研究。相关研究成果两度入选“中国科学十大进展”，两度获国家自然科学奖二等奖。曾获国际地层委员会最高金奖、美国地质学会国际荣誉会士奖、李四光地质科技奖、何梁何利基金科学与技术进步奖、全国创新争先奖等荣誉。

“地球46亿年的演化史中，生命曾多次面临绝境又复苏，这些记录写在地层里，也给今天的人类写下一份最诚实的警示录。如果我们不读懂它，就可能重复那些地球悲剧。”

地层，是记录地球历史的“档案”。那些曾经在地球上绽放生命光华的生物，被埋入地层、经时光尘封，同时也书写着地球46亿年的沧海桑田演变史。

数百年来，全球地质学家采集了海量的岩石和化石样本。但这些珍贵的样本像一颗颗散落的珍珠，彼此间缺少有序关联，人们难以据此拼接出连贯的地球演化脉络。

这一状况近期发生了改变。中国科学院院士、国际地层委员会副主席沈树忠领衔的南京大学团队与之江实验室合作，面向全球发布了首个地层学AI大模型OneStrata及智能全球地层剖面对比系统。这些新工具“串珠成链”，把地球46亿年历史中的地质记录按照统一时间标准排序，谱写地球生命和环境协同演变的“交响曲”。这将使全球地球科学科研人员能够更高效、智能地进行地层对比和研究，也为人类认识生命起源、资源分布、气候演变过程，提供核心科学数据和智能工具。

“大家总以为地层学是个冷门学科，但其实它越来越多地参与到能源勘探、气候治理等关乎人类命运的决策中。我们也希望借助AI赋能，发现更多的地质规律和地球演化细节，为摸清地球时序演化、气候变化、矿产时空分布提供依据。”沈树忠说。

记者：当初为何要研发OneStrata基础模型？

沈树忠：这要从地层学的研究瓶颈说起。地球演化留下的物质证据和信息散落世界各地，不仅时间标尺不统一，很多早期数据还沉睡在文献里，成了“暗数据”。很多潜藏的科学问题没法系统解读，严重制约了深时地球系统科学的突破性发展。以前人们想看清几亿年前某一次生物大灭绝的全貌，或者一次大冰期造成的环境剧变，往往得靠少数专家的判断，缺乏一个能纵览全局、精确到“同一年代”的参照系。

所以，我们希望用AI整合全球不同时间属性——时间尺度、测年精度各异的地质记录，建立高精度、可动态更新的全球标准地质时间轴和通用平台，让全球科学家有统一的时间“坐标系”。

研发OneStrata，我们是有底气的。依托南京大学和中国科学院南京地质古生物研究所的长期积累，我们已经拥有数百万条全球化石记录，规模位居全球第一。在基础模型研发的过程中，南京大学提供专业地质数据，提出科研需求、解读地质现象，之江实验室团队负责技术支持、搭建模型。

记者：OneStrata能为建立统一的“坐标系”提供什么参考？

沈树忠：OneStrata已经整合了不同地质历史时期的地层剖面与多源异构数据，还拥有预测剖面中缺失物种、计算剖面和物种的延续时间、构建高分辨率地质时间轴等功能，实现了化石分布演变、高精度全球生物多样性重建及地层剖面数字化对比等关键突破。模型可以还原距今数十亿年至今的完整海洋生物多样性演变曲线，精准标注每一个时间节点的物种数量，精度达到千年级，也能叠加火山活动、冷暖周期等数据，量化分析环境波动和生物兴衰之间的关联。

OneStrata可以把过去数百年积累的海量“长尾数据”激活，系统探寻难解的科学问题，把地球演化史变成一个可计算、可追溯、可高精度对比的科学体系，而不再是一堆孤立的知识点，可以为地层学研究带来变革。

记者：AI正在改变现代科研的范式。在地层学研究方面，AI带来了哪些变化？

沈树忠：AI为地层学带来的机遇是前所未有的。生命演化从来都在有序地演进，但留给科学家的可观察地质记录却非常有限，难以完整恢复，这恰恰为AI模型发挥作用提供了基础。AI模型计算效率提升是跨越式的。举例来说，一台普通台式电脑测算一万个化石物种的演化序列以往需要十多年。而OneStrata处理十万个物种的数据只需要数天。此外，AI在辅助查询地层剖面、检索化石物种的时空分布、演化周期方面，都将非常方便。

编辑：HN008