先人类之忧而忧——科技工作者应率先为防灾减灾作贡献

灾害,象残杀人类的战争一样,不知夺去了地球上多少生命和财产。 地球是宇宙中目前已知适于人类居住的星球,也是一个自然灾害频发的星球。这在客观上造成了人类和自然环境既协调又不完全协调的     

你了解我们的家园——地球吗

地球是太阳系九大行星之一,按离太阳由近及远的次序为第三颗,是我们人类赖以生存的家园。它有一个天然卫星——月球。地球是太阳系中一颗普通的行星,但它在许多方面却都是独一无二的。譬如,它是太阳系中唯一一颗表面大部分被水覆盖的行星,也是目前所知唯一一颗有生命存在的星球。它的地质活动的激烈程度在九大行星中也是首屈一指的。     

宇宙成因核素在地球科学中的应用

随着加速器质谱的出现 ,宇宙成因核素展示了其在地球科学中的生命力。文中介绍了宇宙成因核素的生成、示踪原理及近些年来在地球科学中的应用 ,特别着重地介绍了原地生成宇宙成因核素定年这一新的技术。宇宙成因核素是宇宙射线粒子 (包括原生和次生粒子 )与大气及岩石发生核反应所生成的新的核素 ,其在大气及岩石中的生成量可用已知物理过程定量地描述。大气生成宇宙成因核素在考古、古环境及地球各圈层的相互作用方面得到了广泛的应用 ,原地生成宇宙成因核素则在地貌学研究中扮演着重要的角色 ,成为一门新的实验技术。这门技术可以定量地描述地表的暴露历史和侵蚀速率 ,在解决许多地质问题上成为惟一的手段     

类地天体与地球地质作用的比较研究

<正> 一、概述 地球是作为一员星球在银河系中运动和发展的。因而,它的形成和演化是应服从于一般星球形成和演化规律的。特别是与地球相邻近,而且特征也相近的星球,在形成和演化方面应有更多共同特点。 比较法是认识、鉴别事物的重要方法。事物是从与其他事物比较中反映出它的特性和共性的,在现在科学水平上,能与地球相比较的天体在亿万星球中还是极少数,我们将这些与地球相邻近,而特征又近似的天体称类地天体。     

低碳是人类地球球籍新护照

地球是目前已知的宇宙中唯一有生命活动的星球。地球孕育了生命，也孕育了人类。人类几千年的文明史，就是人类在地球上生存、奋斗和发展的历史。然而，人类在开发、利用、建设地球的同时，也无情地破坏、污染和摧残了她。时至今日，地球到处展示着人类伟大辉煌的业迹；同时不少地方也被人类糟踏得乌烟瘴气、千疮百孔，甚至是面貌全非，而人类自身也受到无情地惩罚，甚至生存也面临着极大的威胁。     

关于宇宙星球组成形态面貌的基本特点——兼论宇宙星球研究的一点意见

过去天文界对宇宙星球的研究,几乎将全部精力都集中在地球以外星球的分布位置、大小、物质成分、物质密度、物质状态、运动方向、运动速度和产生时代等一般的特点上,而对过去已发现的星球,在宇宙空间上分布所组成形态面貌出现的特点,还未进行过全面系统的总结,对宇宙的形态面貌还没有一个整体的概念。本文以天文界过去的研究成果为基础,对宇宙星球空间上的组成形态面貌及宇宙星球出现的内在规律进行了比较深入的研究,并得出推论:组成宇宙空间上星球的层次和数量是无限的;它们随着层次的增高,体积也越来越大,甚至是无限的;宇宙星球组成形态面貌出现的基本特点是呈一个类似于无限大椭圆形的铁饼状的. 随着科学技术的发展(测量仪器种类的增多以及精度的提高、宇宙飞船的成功),宇宙间上的研究范围正在逐渐扩大.本文对上述问题的研究及推论,只是想引起人们对宇宙空间进行广泛的研究,以促进科学的发展.     

前寒武纪地球动力学(Ⅱ):早期地球

早期地球(early Earth)是指冥古宙(或称dark ages,黑暗时代)的地球,也称为"Hadean Earth",即是45.6亿年至40亿年的地球。早期地球是地球科学研究的前沿,是诸多地质、地球化学理论或模型必须面对的基本科学问题。本文系统综合了与早期地球相关的研究进展,特别是近10年来的进展,以建立地质理论的各种大地质现象起源为主线,包括原始地核、原始地壳、地幔对流、岩石圈、地幔不均一性、陆壳和洋壳、水及大气圈和海洋、板块构造、早期生命等起源问题。这些都是地球科学的重大前沿科学问题,也与地球物质起源相关的宇宙起源、元素起源密切相关。原始地核出现最早,在原始地球形成之初的几个百万年内就形成了,4 450 Ma地球发生了最后一次全球整体的大规模熔融事件,地球的原始地幔和原始地核再次均一化,原始地核可能消失;4 450 Ma之后的地核大小与现今的地核大小基本一致,只是液态外核在不断冷却缩小,而固态内核在不断增大;从锆石年龄得出最早地壳大于4 408Ma,而从Sm-Nd体系获得的最早地壳年龄为4 470 Ma,比后期地核形成要早。总之,原始地壳从原始地幔中分离出来的时间大体为44.5亿年。一些最老的锆石中Nd、Hf的地球化学特征也证明原始地幔分异发生在43亿年前。岩浆抽吸后的原始地幔上部经冷却,原则上可能构成原始地壳下部的原始岩石圈地幔,从而开始出现上地幔和下地幔的分异演化。但是,地球40亿年前的原始岩石圈没有大洋岩石圈和大陆岩石圈之分。对地幔对流循环起源有3种认识,最可能产生于44.5亿年前的偶然撞击事件。地幔不均一性起源可能与地幔对流循环有关,可用地幔柱理论或地幔翻转过程给予解释,且早于板块构造体制起源,板块构造增强了其不均一性。水、大气圈和海洋的起源早于陆壳和洋壳的分异。最早的水最可靠的直接证据来自发现的最老锆石的氧同位素,表明水在40亿年前就在原始地球表面稳定存在。但是,地球最早的矿物记录残存在西澳伊尔岗克拉通中(Mt.Narryer和Jack Hills地区),为一颗44亿年的锆石。这颗最早的锆石也意味着最早的硅铝壳(陆壳)应当在44亿年前就出现了。陆壳记录远远早于板块构造在地球上运行的可靠记录,因而早期陆壳起源机制很可能是独立于板块构造体制之外的前板块构造体制制约,触发式拆沉驱动的构造-岩浆过程和3个世代的岩浆分异过程最终导致大规模TTG(陆壳)爆发式形成。水是生命起源的必备条件,因此地球生命起源时间晚于4.0Ga,化石确证生命至少起源于3.7Ga前,且生命最可能出现在海洋中的热液喷口。总之,本文概要介绍了诸多地球科学成就的菁华和前沿,也有助于全面认识与早期地球组成、结构、演化及动力学过程相关的不同学科前沿的最新重大成就。     

新的太阳系起源假说——再论巨星依次分离说

本文以太阳系星球的物质状态、形态面貌、体积、物质密度、运动速度、运动方向和角动量等作为根据,研究它们在宇宙空间上的分布特点、相互关系、内在联系以及规律的基础上,提出太阳系(乃至宇宙星球)是在46亿年前,宇宙中一个巨大灼热的星球,在高速度左旋旋转(公转和自转)运动的过程中,从尾部分离出来的物质,经过……恒星、行星和卫星依次波状旋转分离运动产生的。     

天灾背后是人祸——地质灾害现象透视

近年来,世界各地的气候极为异常,极端高温和强降水现象频繁发生,由此造成的惨重损失令人触目惊心。2010年,甘肃舟曲特大泥石流灾害夺命1700余人,堪称国难;今年7月韩国暴雨引发的特大山洪其破坏之大堪比一场中等级海啸。诚如联合国秘书长潘基文所言,我们所居住的这个美丽的星球已经处在一个非常危险的边缘。天灾连连,地质灾害频发,人们不禁要问：地球怎么啦？我们赖以生存的环境到底还安不安全？     

地壳究竟在哪里

矿物学资料与比较行星学提出了一个有争议的新假说一绝大部分地壳可能被埋在地幔深处.地球科学家早就猜想,在太阳系的星球中,我们星球的地质特征是独特的.在跨入行星探索时代的今天,比较行星学已经有力地证明了这个猜想.行星间相似性和差异性为我们提供了尚待发展的、关于行星(包括地球)起源与演化的普遍性理论的原始资料.我们已经知道,现存的一套关于地球的理论、规律和修正并来提供其他行星具体结构的约束条件.与其进一步修正这些“规律”,不如现在开始新的计划——即使这意味着放弃那些为绝大多数地球科学家“信”以为真的信条和假设.     

关于太阳系起源的探讨——初论巨星依次分离说

本文是从宏观上研究太阳系星球起源,并创立一种新的宇宙起源观点,暂称巨星依次分离说。这个假说的建立,主要是根据过去天文学、行星地质学和地质学中,已经取得的实际资料和各种数据,经过全面系统的综合对比研究,在总结出太阳系星球间内在育机联系及其规律基础上提出来的。巨星依次分离说的基本观点,认为太阳系星球起源,都是在统一机制下产生的。具体的说,卫星起源是在行星产生时旋转运动过程中,从尾部分离甩出来的物质,经过泼状旋转分离运动产生的;行星起源是在太阳产生时旋转运动过程中,从尾部分离甩出来的物质,经过波状旋转分离运动产生的;太阳和恒星起源是在银核产生时旋转运动过程中,从尾部分离甩出来的物质,经过波状旋转分离运动产生的;银核和河外星系核起源是由它们环统运动星球,在产生时旋转运动过程中,从尾部分离甩出来的物质产生的;……。从而可以推断出,宇宙星球起源是在46亿年以前一个相当遥远的时期,在宇宙空间上曾出现一个巨大灼热的星球,在高速度左旋旋转运动过程中,从尾部分离甩出来的灼热物质,经过波状旋转运动发生依次分离产生的。太阳系就是其中的一个组成部分,其产生时间在50—46亿年间。这个假说的提出,对太阳系星球出现的天文现象,无论是星球体积、物质密度和角动量,及在宇宙空间上出现的分配特点,这是星球运动方向等,郡能做出合理的解释。     

陨星撞击地球将是21世纪的研究热门

人类对陨星撞击的研究,始于1609年,当时伽利略凭望远镜对月球表面环形“斑点”的观察,提出月坑陨击成因的科学见解。1906年,D.M.巴林格成功地论证了地球上第一个陨星撞击构造——美国亚里桑那州梅蒂尔(Meteor)陨击坑。嗣后,据原苏联和美国宇宙飞行探测所取得的丰富资料,特别是1969年人类首次踏足月球以来,认为陨星撞击作用是太阳系各星球上已知最基本的“地质”作用,所有星球都遭受过陨星的撞击,地球也绝不例外。从此在地球上     

古地磁学、工作方法及其应用(三)

古地磁的应用古地磁学在地球物理学和地质学方面的应用,其依据是地磁场在从前寒武纪到现在的全部演化过程中,磁极位置不断移动,极性经常倒转.也就是这一依据对大陆漂移和海底扩张等假说提供了重要证据.对地球膨胀说(即地球半径在缓慢地增大)提供了数据,可计算出各个地质史期的地球半径.用古地磁学研究宇宙星球(例如月球、陨石)上物质的磁性,从而了解地磁场的起源和演化等方面的问题.根据测得的地磁倾角,可算出样品产地的古纬度.     

《地球与环境》评介

<正>"地球系列科普读物"编委会策划的其中一书《地球与环境》,2012年由地质出版社出版发行。作者林景星和施倪承编著含33万字、740余幅插图的科普书,是目前难得一见的图文并茂、深入浅出阐释了地球的发生、发展和成长史,用通俗的文字、简明的插图勾画了地学科技界几百年对地球探索所获的地学成果。这些成果,深远的影响了200年来地球上人类快速迈进现代化。现代化的人类生产和生活活动的质量在迅速提高,同时也明显极大影响了美丽的蓝色星球的演变。第四纪,地球经历太多的重大改变。如,地壳板块运动引起的新构造造山运动与地质风化作用联合     

早期地球原地圈外层的组份模拟及其在早前寒武纪的主要演化机制

地球原地圈外层(包括原地壳)的组分、结构和演化途径涉及两方面相关的内容:宇宙化学和地球化学。宇宙化学是通过大多数地球形成的假说对原地圈的组分和结构进行模拟。作者采用“地球的多阶段多相增生模式”这一假说。原地圈组分的宇宙化学计算基于下列假设和约束条件:①地球的组分取决于残留物与“次生”宇宙物质的混合程度;②在原太阳星云内的宇宙物质增生遵循重力分异定律;③地核组份取决于铁陨石和铁石陨石的成分;④构成原地幔与原地壳的宇宙物质成分与石陨石的成分一致,并与石陨石的宇宙丰度和最初混合时降落在地球的比例大小有关;⑤超新星物质占地球物质的比例为2～3％,并趋向于在地表富集,在常量元素方面与宇宙丰度的平均值一致;⑥在原地壳和原上地幔中,由于产生元素时短期的放射和K(超新星物质组份)而产生     

元素的丰度与克拉克值

元素的丰度、克拉克值是广大地质工作者所熟知且常用的两个基本概念;但也有些人对二者常混为一谈,将二者与具体的各类岩中化学成分的平均含量的概念相混淆,用的也比较混乱。其基本概念介绍如下: 元素的丰度(abundance of elements)指元素在任何宇宙或地质体(太阳、行星陨石、地球、地壳、侵入体等地球化学体系)中的平均含量。元素在太阳系的平均含量称为元素的宇宙丰度,在整个地球中的平均含量称为元素的地球丰度(或地球的元素丰度),在地壳中的平     

火山与深空深地深海探测密切相关

在已知的太阳系行星及其卫星中几乎都发现有火山。火山作用贯穿于地球及其他星球的整个时空，在它们形成演化中扮演重要角色，是星球的灵魂。地球系统科学和深空、深地、深海探测是当今科技发展战略的重要组成部分和世界科技竞争的制高点，这些重大基础理论和战略需求的研究都离不开火山，无论是上天、入地、下海都要面对火山。火山是探索深地、深海的窗口，是通往宇宙的桥梁。目前人类能探知的地下深度仅约12 km，且只有一个点，而火山却能把数十千米，乃至几百千米深的物质带到地表，覆盖了地球和其他星球的大部分表面，这些火山产物是反演星球内部物质组成、结构和动力过程的重要抓手，对揭示行星差异演化和运行规律具有重要意义。此外，火山作用对气候、环境、资源、生物等都会产生重大影响，是构建地球系统科学的天然纽带，加强火山研究是大科学需要，势在必行。     

宇宙地球厅

宇宙是由许许多多的银河系类星系组成。银河系是由成千上万颗恒星和行星组成，地球所在的太阳系只是银河系的一部分。银河系充满了未知的迷，最令人感兴趣的，那就是地球是怎样形成的?又是怎样演化的?宇宙地球厅将为您解开这个迷。     

前寒武纪地球动力学(Ⅰ):从宇宙环境到原始地球

万物起源是自然科学永恒的主题和科学研究前沿。现代自然科学近100年来不断在与时俱进的高精尖技术推动下,新发现、新认识、新理论不断涌现。万物起源的探索也不再局限在单个现象的起源探索阶段,而表现为跨大学科的万物统一起源的认知时代。本文系统综合了与地球及其物质起源相关的研究进展,特别是近10年来的进展,以建立天文理论的各种大现象起源为主线,包括宇宙、元素、恒星、原始地球等起源问题。最新研究揭示宇宙起源于137亿年的大爆炸,空间膨胀速度比光速还快,因此爆涨理论是其理论的最新发展;大爆炸10-35 s后可能因自发性破缺,原始"超力"开始破裂,出现强核力、电弱力和引力,同时氘、氦类稳定原子出现;10-34 s,宇宙仍很小,只有目前太阳系大小,但温度降到1027 K,强核力与其他两种力分离,宇宙膨胀期结束,进入标准弗里德曼扩充期;宇宙由自由夸克、胶子和轻子的热等离子体"汤"组成,自由的夸克浓缩成质子和中子,物质与反物质互相湮灭,但物质超反物质十亿分之一;初始宇宙由各种微观粒子充斥,元素就起源于这些微观粒子的相互碰撞和熔合,现今认为元素形成经历了8个生成阶段;大爆炸10亿年后,宇宙进入恒星浓缩阶段,宇宙温度降至18K,出现第一个星系和恒星,星系内云雾状的尘埃和气体、星云开始聚集并形成恒星;U-Pb法最新测得太阳系的"时间零点"为(4 567±1)Ma;从宇宙起始到太阳系出现的约90亿年期间,宇宙可能已经发生了数百代巨大恒星的爆炸;现代星云说认为,原始地球的形成首先是星子聚集成行星胎,然后行星胎再逐渐增生,在约4 550Ma,地球的大小大概是现在的1/2以上,而且在4 530Ma左右早期地核就已经出现;初始比较冷的行星胎由于冲击、压缩和放射性衰变3个效应开始变热,原始地球不断产生热积累,并开始了全球性的发育过程。总之,本文简要介绍了诸多学科成就的菁华和前沿,也有助于全面认识与前地球演化相关的不同相关学科前沿的最新重大成就。     

地球氧循环过程研究取得重大进展

正我们在地球生存,离不开空气中的氧气。其实在地球45亿年漫长的历史中,前一半的地质记录显示空气中是没有氧的。地质记录显示,在地球45亿年的演化历史中,前一半的时间空气中是没有氧气的,直至24亿年前的一次"大氧化事件"之后,空气中的氧含量才突然提升到现在的水平,才有生物的存在、繁荣和演化。现有的