极地冰下生物地球化学过程研究进展

已有的研究结果表明:极地冰下存在生命活动的证据。生物地球化学过程以其独特的视角,从生物学和地球化学学科交叉的角度,对于诠释冰下环境微生物生存及其对全球气候的影响提供了一条新途径。目前对于冰下生命的研究多集中在温型冰川和多温型冰川,关于冷型冰川冰下环境的生物起源、生存条件、能源转化方式和生物体的空间分布特征及种属关系等研究均还处在起步阶段。在简要阐述冰下化学风化机理发展历程的基础上,对近年应用生物地球化学过程研究极地冰下环境的研究成果进行总结和分析。此外,针对该领域目前研究上的空白和热点,分别对利用生物地球化学过程研究冰下环境微生物生存和繁衍,冰下温室气体释放,重大古气候事件探索及星际生命探索等科学命题进行展望。     

雪冰中生物质燃烧记录研究进展

生物质燃烧释放的大量温室气体和烟尘气溶胶能够显著改变大气化学组成、扰动大气环流和水文过程、影响地表辐射平衡,是地球气候和环境过程的主要影响因素之一。生物质燃烧产生的烟尘颗粒等能够随大气环流过程进行迁移输送,在重力作用下或随降水过程沉降到地球表面,成为沉积物地球化学的重要组成部分。雪冰中诸如黑碳、钾离子、左旋葡聚糖等特征标志物记录能够较好地反映区域乃全球尺度的生物质燃烧信息。利用雪冰开展生物质燃烧现代过程和历史记录的研究对系统认识地球气候环境演变过程具有重要意义。从雪冰中可用于开展生物质燃烧记录研究的特征指标、不同地区的研究现状以及生物质燃烧的影响因素等方面综述了近20年来国内外的主要研究成果。并对当前在青藏高原地区利用雪冰开展生物质燃烧记录研究存在的主要问题以及未来研究工作的重点进行了探讨。     

极地和山地冰川雪冰中重金属的研究进展

地球系统中含量甚微的重金属元素是评价人类活动对大气环境影响的良好指标,研究极地和山地冰川地区过去和现代雪冰中重金属的历史记录,可以重建这些元素在过去大气环境中的循环过程,对认识地球大气环境中重金属污染的规模和历史、揭示这些污染物质的来源及中长距离的输送过程具有重要的作用.概述了格陵兰、南极、阿尔卑斯山和青藏高原等地区雪冰中重金属的研究进展,并对该领域未来的研究方向进行了展望.     

基于小波分析的全新世气候千年周期及其成因

根据北大西洋、亚洲和热带大洋典型的全新世气候记录,采用小波分析方法建立太阳活动与地球气候之间的联系,揭示了过去9000年,太阳活动千年周期能量传递存在一个逐级(能级A,B和C)递减的过程.其中,北大西洋冰漂碎屑事件与太阳活动的相位差最小,揭示了由太阳活动驱动的冰漂事件是地球气候变化的起始点.在冷暖期转化过程上,亚洲石笋...     

金刚石中的冰-Ⅶ相包裹体:来自地球深部地幔的含水流体证据

正水在地球内部不同圈层的存在形态、分布、含量以及全球水循环一直以来都是固体地球科学研究的前沿热点问题之一。冰-Ⅶ相作为水的一种高压相,目前已经被国际矿物学会认定为一种新矿物。美国内华达大学地球科学系的Tschauner O博士及其合作者分析了13颗来自南非和中国的天然金刚石,他们通过同步辐射X光和红外光谱在国际上首次发现和证实天然金刚石中冰-Ⅶ相包裹体的存在证据。通过冰-Ⅶ相的状态方程估算的金刚石生长过程中存在的含水流体的残留物形成的     

深部地幔中的原始水

正地球上水的起源一直困惑着科学家,因为早期太阳的高温足以蒸发掉那些形成原始地球的早期太阳系星云中的冰质尘埃,因此科学家一般倾向于认为新生的地球应该是"干的",后期通过来自太阳系边缘冰质小天体的撞击获得了水。由于不同来源的水具有不同的H同位素组成,因此地球     

新疆若羌县阿热力一带冰沟群沉积环境及层序地层分析

新疆若羌县阿热力一带位于东昆仑西段北坡、柴达木盆地西南缘。地层区划隶属于秦祁昆地层区、东昆仑-中秦岭地层分区,该区冰沟群分布广泛。对该区开展区域地质调查、对冰沟群的沉积环境和层序地层进行分析研究具有重要地质意义。在开展区域地质调查中,采用路线调查、剖面测量、实验测试等方法对冰沟群的岩性特征、岩石组合、地球化学特征、古生物特征以及形成时代等进行了系统研究,依据岩石组合特征将其划分为狼牙山组和丘吉东沟组。把该区冰沟群与区域上都兰县冰沟群层型剖面进行了对比,通过对比研究,认为该区的冰沟群与都兰县冰沟群层型剖面具明显可对比性。依据岩性特征、岩石组合特征、古生物特征等,对冰沟群沉积环境进行了分析,认为狼牙山组沉积环境属于潮下较深水陆棚相低能环境;丘吉东沟组属于浅海陆棚相带内缘斜坡沉积环境。并对冰沟群层序地层进行了划分,将其划分为2个Ⅲ级层序,即第一层序（B-1）和第二层序（B-2）。     

冰雷达探测研究南极冰盖的进展与展望

南极冰盖是地球上最大的陆缘冰体,其物质收支和稳定性对全球气候变化和海平面升高有重要的影响。冰雷达,或称无线电回波探测,是冰川学家调查南极冰盖冰下特征的主要方法。在过去的50年里,冰雷达被广泛用于测量冰盖厚度、内部构造和冰下地貌,这些参数是计算冰盖体积和物质平衡、重建过去冰雪积累和消融率以及冰盖动力和沉积过程的基础。现在,冰雷达测量覆盖了南极绝大部分区域,极大地提升了人们对南极冰盖和全球系统间相互作用的理解。首先,简要介绍了冰雷达及其技术发展,然后着重评述了冰雷达在探测研究南极冰盖厚度和冰下地形、内部反射层、冰下湖和冰下水系、冰床粗糙度以及冰晶组构上的进展。最后,对未来冰雷达探测研究南极冰盖的前景进行了展望,并给出我国的现状。
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深部地幔中的原始水

正地球上水的起源一直困惑着科学家,因为早期太阳的高温足以蒸发掉那些形成原始地球的早期太阳系星云中的冰质尘埃,因此科学家一般倾向于认为新生的地球应该是"干的",后期通过来自太阳系边缘冰质小天体的撞击获得了水。由于不同来源的水具有不同的H同位素组成,因此地球初始的H同位素组成可以用来示踪水的起源,然而由于水在地表和地球深部之间广泛的循环交换,找到能代表原始地幔的储库并不容易。以前的研究表明,对     

水文气候学研究的一部重要著作——《水文循环的大气过程》

众所周知,水文循环是地球上最重要的物质循环之一,它是组成地球气候系统的水圈、大气圈、岩石圈、冰雪圈和生物圈这五个子系统之间的重要纽带。由于水所具有的特殊的物理属性,水循环的过程也包括了能量和化学物质的迁移与转换。     

新元古代”雪球”假说与生命演化的环境

新元古代末期，地球至少经历了两次全球性的冰川作用，研究者提出了“雪球”假说来解释新元古代时期一系列特殊的地质现象，该假说已成为研究新元古代全球冰川作用和其后生物大爆发事件的窗口。但一些学者并不赞成地球曾经是被冰雪完全覆盖的“雪球”，并分别提出了“半融雪球/无冰水体”和“薄冰”假说。尽管每一种假说都不能解释所有的地质、地球化学现象，但越来越越多的证据，特别是分子有机地球化学和古生物学的证据表明，“雪球”时期的海洋并没有完全被冰封盖，在赤道地区的冰盖可能很薄或存在无冰的水体。无冰水体的存在可以使一些光合生物继续生存和演化，这对其后的“寒武纪生物大爆发”事件和生命演化具有重要的意义。     

渐新世初大冰期事件:南大西洋ODP1265站的记录

始新世—渐新世(EO) 过渡期间, 地球由两极无冰的“温室地球”进入到南极有冰的“冰室地球”, 其中以发生在早渐新世初的大冰期事件尤为意义重大.南大西洋ODP1265站氧碳稳定同位素在EO过渡期间发生重大变化, 表明早渐新世全球气温迅速下降, 南极大陆东部首次出现大规模永久性冰盖, 同时全球碳储库发生重大改组, 这一结果与全球其他地区的记录一致.碳酸盐含量、粗组分、浮游有孔虫碎壳率以及碳酸钙软泥的粒度在EO界线附近都发生了突变, 指示了海洋表层生产力的升高、碳酸盐补偿深度(CCD) 的突然加深以及气候快速变冷对生物和碳酸盐沉积的影响.      

冰盖消融加速地表微量元素输移北大核心CSCD

目前冰盖约占地球陆地表面积的10%(在末次冰期冰盛期高达30%),冰储量的99%,但对其下的生物地球化学条件及其在极地生物地球化学循环中的重要性却知之甚少[1]。由于气候变暖,格陵兰及南极冰盖正在快速消融,过去十年里冰盖消融对全球海平面上升的贡献约为1 mm·a-1[2-3]。冰盖的冰下水文系统主要由饱和沉积物、冰下河及冰下湖泊等要素组成[4-8],它为极地生物地球化学风化速率的升高提供了有利条件[9-10]。     

新发现 新观点 新动态

冰期出现并无规律传统理论认为,地球轨道的摆动决定了地球的冰期。最近美国科学家在内华达沙漠地区裂谷中搜集的证据有可能推翻这一理论。他们认为,大洋中的水循环、大气的温室效应和冰壳的运动三者之间无规律的相互作用,造成了冰期的不规律出现,地球轨道的变化也许是一个因素,但决不是主要因素。     

极地深冰心钻探“暖冰”层钻进技术难点及对策

极地冰心分辨率高、记录时间尺度长、信息包含量大,直接记录着远古时期的大气组成,蕴藏着珍贵的古气候和古环境信息,获得年代久远的深冰心,对于重建地球的历史演化以及预测全球气候、环境的变迁具有重要意义。因此,世界各国都在竞相寻找年代久远的冰心,开展深冰心钻探工程。实践表明,由于极地冰盖深部＂暖冰＂层冰的熔点低而温度高,某些冰层的温度接近甚至达到冰的压力熔点,以至钻进速度慢、取心率低、卡钻事故频发。详细介绍了极地深冰心钻探＂暖冰＂层钻进实践,深入分析了＂暖冰＂层钻进存在的技术问题,对钻具回转切削产生的切削热对钻进的影响进行了探讨,据此提出了＂暖冰＂层钻进技术对策以及今后的研究方向,以期为我国即将开展的深冰心钻探工程和冰下基岩取心钻探工程提供一定借鉴。     

无锡梅村坠冰的研究

１９８４年１１月１７日，从天空飞来一个冰块，坠落于锡山市（原无锡县）梅村乡陈三房村的麦田里（“梅村坠冰”）。现场和有关部门调查排除了人为成因，气象成因以及来自飞机的可能性。坠冰样品的实验分析研究的初步结果表明，它跟地球物质有差别，与地外物质相似，这有利于该坠冰来自无外的看法，或许可能来自慧星。坠洋的深入研究对于揭示慧星性质，探讨水以及有关地质，气象，天文问题可能有重大意义。     

天山乌鲁木齐河源一号冰川探地雷达测厚及其数据分析

探地雷达是一种利用电磁波的反射原理探测地下介质分布特征的地球物理勘探技术，在冰川研究中发挥了重要作用。在天山一号冰川上用探地雷达进行了探测，获得了能够清晰地分辨冰一岩界面的雷达剖面。根据这些雷达剖面读出冰厚值，再结合最新的冰川地形图，作出了天山一号冰川的冰厚等值线图和冰下地形图；并由天山一号冰川最新的表面积数据推算了冰储量。     

南极陨石的收集和研究进展

南极是目前地球上回收陨石最多的地区,自1969年以来已在南报回收了11000多块陨石样品。由于冰的消融和运移导致在一些兰色冰区内陨石的明显富集。大多数陨石来自直径小于200km的小行星体,南极陨石中月球陨石和火星陨石的发现提供了陨石其它来源的可能性,南极陨石的地球年龄比非南极陨石老,藉此可获得过去冰盖运移的信息。     

南极陨石的收集和研究进展

南极是目前地球上回收陨石最多的地区,自1969年以来已在南报回收了11000多块陨石样品。由于冰的消融和运移导致在一些兰色冰区内陨石的明显富集。大多数陨石来自直径小于200km的小行星体,南极陨石中月球陨石和火星陨石的发现提供了陨石其它来源的可能性,南极陨石的地球年龄比非南极陨石老,藉此可获得过去冰盖运移的信息。     

HOLOCENE CLIMATE MILLENNIUM CYCLE AND CAUSES BASED ON WAVELET ANALYSIS

根据北大西洋、亚洲和热带大洋典型的全新世气候记录,采用小波分析方法建立太阳活动与地球气候之间的联系,揭示了过去9000年,太阳活动千年周期能量传递存在一个逐级(能级A,B和C)递减的过程.其中,北大西洋冰漂碎屑事件与太阳活动的相位差最小,揭示了由太阳活动驱动的冰漂事件是地球气候变化的起始点.在冷暖期转化过程上,亚洲石笋与格陵兰冰芯呈现相反的模式,即是亚洲弱季风事件滞后而强季风事件超前;格陵兰冰芯冷期超前而暖期滞后.其机制可能是北欧淡水注入放大了弱太阳活动能量,导致亚洲季风强事件直接受太阳活动驱动,弱事件则响应于冰漂事件.