数值模拟火星古发电机湮灭前磁场特征

火星地壳磁场观测结果表明,该行星目前已经丧失了由其内部发电机作用产生的行星尺度的本征磁场,只在其表面残留不对称分布的剩余磁场.通过MoSST行星液核发电机动力学模式的前期模拟工作发现,在火星古发电机"死亡"之前,很可能处于亚临界发电机状态(此时维持发电机所需能量小于激发发电机所需能量).为了解火星发电机湮灭前的磁场特征,本文选取该亚临界发电机区间内,Rayleigh数(表征驱动发电机能量的无量纲参数)=2480时的火星表面磁场数据,采用自然经验正交函数对其分析,结果表明:在火星古发电机湮灭过程中的亚临界发电机状态下,火星表面磁场形态是非轴向偶极子占优的;并频繁出现磁极倒转和漂移现象,该过程中其磁偶极距随时间呈非单调形态的衰减.     

火星磁场和行星发电机理论

火星磁场是火星主要观测物理场之一，火星磁场研究对火星探索具有重要的科学意义.本文侧重介绍火星磁场探测所取得的主要成果，在介绍火星行星磁场起源的行星发电机理论的基础上，重点讨论了动力学机制、起始时间、停止的原因等关键性问题，并指出了研究中存在的一些问题.     

“洞察”号火星表面地震探测中的发现

“洞察”号任务是火星探测历史上一次巨大的飞跃.本文从介绍“洞察”号的科学目标和火星表面地震观测实验出发,展示“洞察”号地震数据中的发现.受益于“维京”2号的火星探测经验,“洞察”号首次成功监测到了火星震信号,并由此得到了火星壳结构的衰减特征.火星的地震数据中检测到了由气压引起的地表形变和HP3打孔信号,并用于约束登陆点附近表面土层的物理性质和地下结构的反演.此外,使用在2.4 Hz处出现的结构响应能够辨别自然响应和登陆器自振等机械振动.火星的地震数据中也检测出了Glitch和Donk等噪声信号,我们总结了其特征和形成原因.“洞察”号对火星壳的探测比较成功,但是由于缺乏大震级的火星震和陨石撞击事件的记录,对火星深部的了解依然比较有限.     

同生断层对层控超大型矿床的控制

同生断层对于超大型层控矿床的形成有重要的控制作用 .以对南秦岭、粤北、狼山等区的研究为基础 ,并综合对比国内外有关的同生断层控矿实例 ,提出了 3点新认识 :( 1 )不同级别的同生断层有不同的控矿作用 ,可称之为“同生断层多级控矿” ;( 2 )同生断层在盆地演化不同阶段 ,对盆地的流体 成矿系统有不同的控制作用 ;( 3)伴有热水沉积矿层的同生断层 ,在后期的构造 热事件中 ,因其作为地壳中先存的软弱面 ,常可复活而成为岩浆或热流体的通道 ,使原来的层状金属矿床又受到后期热液的叠加和改造 ,从而构成大型或超大型的复合型矿床 .     

数值模拟火星磁场古发电机：Rayleigh数对系统的影响

火星表面剩余磁场观测结果表明,火星内核曾经存在过活跃的发电机作用,利用MoSST行星发电机动力学模式模拟了火星古发电机在其活动过程中,系统状态随Rayleigh数Ra（表征发电机驱动浮力强度的重要无量纲参数）改变而变化的情况．模拟结果表明：Rayleigh数和系统中的平均磁场尺度之间呈非单调关系;核幔边界处磁场形态随着Rayleigh数改变而发生变化,尤其磁场的西向漂移速度随着Rayleigh数的减小而降低．     

火星无线电掩星探测进展

火星是地球的姊妹星，研究火星对了解火星、地球乃至太阳系的演化具有重要意义.自从1964年美国水手4号发射，首次成功地运用无线电掩星技术探知到火星的环境特征之后，国际上不少的火星任务都开展了掩星实验，取得了重要进展.本文依据采用了无线电掩星技术进行勘探的火星探测器发射时间顺序展开调研，针对具有开创性的水手系列、火星全球勘测者、火星快车、火星大气挥发演化探测器、天问一号等，梳理分析和总结了各任务的火星无线电掩星方式以及所获取的廓线数量、位置分布、获取方式等产品信息，以及部分相关的研究结果.本文还分析了当前火星无线电掩星探测方式存在的局限性，并探讨了可能的对策.火星无线电掩星后续可重点考虑多颗星-星掩星结合星-地掩星方式形成掩星星座；并通过选用适当的信号探测频率、改进反演算法等方式进一步提高掩星质量；火星掩星探测手段还可与火星顶部探测雷达、直接探测等手段相结合，发展火星多源数据融合技术.随着探测方式的不断改进，无线电掩星探测将是火星探测的重要手段.未来会有数量越来越多、时间与空间覆盖越来越全面、精度越来越高的掩星数据用于火星的整个空间环境研究，包括大、中尺度乃至小尺度结构的特征与演化规律都将...     

火星表面陨石坑的碎形特征

对2004年1月5日美国宇航局发布的火星轨道探测器拍摄的勇气号着陆点照片进行了研究,认为照片上的地形为陨石撞击火星表面留下的痕迹．详细计量了照片上陨石坑的数目和尺度．对陨石坑尺寸和数目之间的关系进行了研究．认为,火星陨石坑的分布具有碎形特征,并符合分形分布,分维数为1．7．和地球上其它岩石破碎相比,分维数较低．我们推测,撞击火星的陨石可能来源于同一块岩石的破碎。并且该岩石的破碎程度较低．其破碎过程应该和断层、断裂、节理以及风化等地质过程引起的破碎不同．     

地磁倒转与生物灭绝因果关系研究五十年

地磁场源于地球内部的地核发电机,经由近3000 km厚的地幔和地壳到达地面,穿过生物圈、大气层和电离层后延展至太空形成磁层.地磁场对生物圈有双重保护作用:阻挡了高能粒子向内入侵,也避免了氧和水等挥发性物质向外逃逸.尽管地磁场在几十亿年的时间里帮助维持了地球的宜居性,人们仍认为地磁倒转所导致的保护作用削弱会给生物圈带来深刻的负面影响,甚至是生物灭绝.本文梳理地磁倒转与生物灭绝因果关系研究的五十年发展历程,结合历史背景评介早期"一对一"假说的得与失,并着重阐述空间环境变化在最新提出的"多对一"假说中的重要作用.这些研究成果已经清晰地说明,从地核到磁层的地球各圈层是一个耦合的复杂系统,地球演化中的重大事件应当从地球系统科学的角度来看待,并借助比较行星学来研究和理解.     

南极格罗夫山火星陨石GRV 99027的宇宙射线暴露年龄

中国第16次南极考察队回收的GRV 99027的宇宙成因核素10Be和26Al的含量分别为(14.1±0.6)和(67.5±3.4) dpm/kg, 从10Be的含量计算出GRV 99027的宇宙线暴露年龄为(4.4±0.6) Ma, 而其过高的26Al的含量表明来自太阳射线的影响. 幔源火星陨石GRV 99027, LEW 88516, Y-793605, NWA 1950和ALHA77005具有非常相近的宇宙线暴露年龄, 再加上极为相似的矿物学和地球化学特征, 说明它们极有可能来自火星上的同一次撞击事件.     

天然气水合物体系动态演化研究(Ⅰ):地质历史演变

1995年Dickens对55.5Ma前古新世末增温事件进行了研究,提出天然气水合物作为全球环境变化重要因子的假说.认为古新世末增温事件溶解无机碳-2～-3‰的13δC位移可以用水合物所含甲烷的释放与随后氧化成二氧化碳来解释.此后,地质历史演变中的天然气水合物演化研究蓬勃发展,本文总结古新世末增温事件、新元古代末期雪球事件、第四纪千年尺度事件等最新进展,为天然气水合物动态演化研究提供基础.开展天然气水合物-天然气体系动态演化过程数值模拟与特征分析,可望促进天然气水合物在全球变化与碳循环中作用的深入认识.