比较行星地质学的研究方法、现状和展望

比较行星地质学是人类认识自然和人类本身形成与演化的前缘学科,是实现太阳系探测三大科学目标的主要手段.比较行星地质学研究主要回答3个问题:行星的现状是什么样的?行星的过去是什么样的?行星的过去、现在与太阳系其他行星的可比性如何?行星地质学的研究内容与研究地球地质相似,即撞击作用、火山(岩浆)作用、构造作用和夷平作用等,这些是塑造行星地貌最主要的地质作用,其中撞击构造是其他行星更为常见的地质作用.行星地质学的研究方法是利用遥感获得的各种影像、光波和电磁波等数据,以及在行星表面直接勘察获得的数据和取回的样品,对行星表面和地表以下的成分、结构和形成与演化过程进行研究.我国积极参与深空探测将获得第一手行星地质数据,国际深空探测计划的持续实施和数据的广泛共享为中国科学家积极参与行星地质学和比较行星学的研究提供了广阔空间,同时也为研究和认识地球提供新的和更全面的视野.     

天体地质学研究新进展火星发现有水

最近,地球的近邻——火星成了一颗耀眼的新闻明星,各种媒体争相报道有关火星上发现水的新闻。在火星上发现水,是天体地质学研究的最新进展。天体地质学,又称为宇宙地质学、行星地质学、行星地球科学,是运用地质学原理和技术来研究行星及其卫星、彗星和小行星等凝聚态天体的性质、     

地球难以承载人类重负——《生命行星报告2004》解读

人类对地球自然资源的利用状况反映人类社会的可持续发展状况，要定量反映人类的可持续发展状况，就需要定量评价人类对地球自然资源的利用状况。世界自然基金会（WWF）等机构每2年发布一次的《生命行星报告》是世界上有影响的对人类对地球自然资源利用状况的定量评价分析研究报告。《生命行星报告2004》运用全球足迹网络（Global Footprint Network）提供的新的科学分析方法比较了世界上150个国家的生态足迹；以更加复杂的数据和分析、更加详细的时间趋势，测算了全球生物多样性的状况。报告肯定，地球的生态超载已经成为一个现实，人类目前消费的自然资源超过地球生产能力的20%，即人类目前使用着1.2个地球，导致了生物多样性的快速减少。     

行星构造:寻求地球演化的踪迹

地质构造是记录地球内、外动力地质作用过程的标志.和地球相似,太阳系其他天体上也发育丰富的地质构造.以研究天体表面的地质构造及其动力学机制为目的的"行星构造学"是建立在构造地质学、遥感地质学和地球物理学等学科基础上的一门新兴前沿学科.由于天体的大小、组分和轨道位置不同,表面构造特征及其形成机制各异.对比研究地球和其他天体...     

比较行星学研究进展——第三届地球系统科学大会比较行星学分会场综述

比较行星学是一门由天文学和地球科学交叉形成的学科。比较行星学以地球作为参照物,研究行星及其卫星的大气物理、化学和动力性质、表面特征、内部化学组分和构造、磁场性质、气候环境以及生命存在可能性。虽然比较行星学在我国还没有形成独立和完善的学科体系,但参加比较行星学分会场的人数远超预期,说明人们对这一新兴学科有强烈兴趣。提交的论文大致可分为3个部分:太阳系行星、太阳系外行星和月球探测。来自海内外的学者展示了他们最新的研究成果。     

火星Tharsis大火山岩省及其与五大连池火山的对比研究

火星是与地球具有最多相似性的内地行星,也是进行比较行星地质学研究最好的行星.近年来的大量探测活动,包括轨道器遥测和着陆器与漫游车的就位探测已获得大量数据.     

行星地质资源与工程学导论

行星科学是近几十年发展起来的一门多学科交叉的新兴学科,如何利用行星资源、可持续永久开发太空成为行星科学的新兴前沿研究方向。在阿波罗号人类登月50周年之际,世界大国纷纷抢占深空探测的科技制高点,美国宣布重启太空计划,俄罗斯制定了一系列的月球战略,我国也制定了深空科学探测任务规划发展路线图,要达到这些宏伟的深空探测与开发目标,亟待发展行星地质资源与工程学,为太空的可持续永久开发提供基础理论与关键技术支撑。行星地质资源与工程学是行星地质学的分支,运用行星科学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星地质资源形成演化规律,查明地质资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星地质资源的地质调查、岩石成分、结构与性能、开发地质条件评价与预测,解决行星工程中的各类地质问题,研发行星开发利用地质工程技术,为行星地质资源开发与人类工程活动提供基础理论与关键技术方法。行星地质资源与工程学的研究内容通常包括:行星地质资源探测理论与技术、行星地质资源成因演化与评价、行星地质工程。发展行星地质资源与工程学具有重要意义:从行星科学的视角进行研究,促进学科增长与拓展;开发行星地质资源,打破资源束缚,实现太空永久可持续开发;培养学科人才,提升行星地质资源与工程科技水平,为人类移居行星奠定基础。未来行星地质资源与工程学科应加强行星物理学、行星化学和行星地质学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星地质资源与工程学科人才。     

行星矿产及行星资源地质学初论

了解并利用行星矿产资源、可持续永久开发太空成为行星科学与深空探测的一项重要研究任务。而行星矿产资源的开发利用,需要运用行星科学与地质学特别是矿床学的基础理论,利用行星观测、探测及开发技术方法,研究行星矿产资源形成演化规律,查明行星矿产资源的类型、特征、储量和分布规律;进行行星矿产资源的地质调查、岩石-矿石成分、结构与性能、元素赋存状态、开发利用条件评价与预测,为行星矿产资源开发与太空的可持续永久开发建设提供基础理论与关键技术方法。因此,行星矿产资源学是研究行星矿产资源的品种、类型与分布规律、行星矿产资源成因演化与比较行星成矿学、行星矿产资源勘查评价技术与开采利用工程学的交叉学科。笔者从行星资源地质学的视角,从地球与月球的层圈结构、演化历史、岩石组成与表生环境,研判月球可能产出的矿产资源类型。认为与月海玄武岩、月幔(柱)和陨石撞击成因的层状岩体与镁铁-超镁铁质小岩体有关的铬铁矿-铜镍钴硫化物-铂族元素-钒钛磁铁矿-金刚石矿产,KREEP岩以及月幔柱熔融上覆岩石圈所产生碱性岩相伴的铌-钽-铍-铀等稀有-稀土矿产,具有形成条件与产出可能,从而拓展可能的矿产类型、品种,从更宽广的视角研究月球矿产并规划月球基地建设资源供给。火星上由于水(以及可能存在的板块构造)的存在,除岩浆矿床之外,火星可能具备发育与化学风化沉积、次生富集作用以及变质作用有关矿产的形成条件,具有形成金属与非金属资源的禀赋,可与地球矿产相媲美。未来行星资源地质学应加强地质学、行星化学、行星地质学、行星物理学、矿业工程、冶金工程和材料学的交叉融合及理论应用,发展行星地质勘探方法与智能机器人工程技术,发展高/低温、高/低压、高辐照、低/微重力环境条件下样品采集、加工、多尺度测试分析理论与方法,培养行星资源地质资源与开发工程学科人才。     

特约主编致读者

<正>在地球上,通过对地质构造的研究,我们可以掌握不同尺度构造运动的发生、发展和终止的过程,了解这一过程对地球地貌、矿产资源、环境和生物演化等所产生的影响。在以月球研究为代表的行星地质学中,研究方式和手段有很大的区别,但通过对行星表面构造现象的研究同样有助于我们了解行星的结构、形成和演化以及与地球的关系。在国家高技术研究发展计划"863"项目"绕月探测工程科学数据应用与研究"子课题     

行星地质工程原位测试方法

作为行星地质学与行星工程学的交叉学科,行星地质工程学科直接支撑行星探测、行星科研站与基地建设、行星资源开发与未来人类移居,相关研究已迫在眉睫。与地球相比,行星地质体在物质、结构与环境3个方面存在较大差异,决定着行星地质体工程特性与地球具有很大的差别,开展行星地质工程原位测试是准确获取行星地质体工程特性的最直接方式。文章把月球探测和火星探测任务中地质工程原位测试方法分为5类:触探试验、铲斗试验、钻探试验、地球物理探测和摄影测量,分别分析了各类原位测试方法的原理与科学载荷,对比各种方法中不同测试仪器的差异;利用月球工程特性原位测试结果梳理总结了月壤工程特性,包括粒度分布、密度、孔隙比、抗剪性、压缩性和承载力,分析了月壤和火壤工程特性的变化规律,并指出了与地球土壤物理力学特性的差异;未来应以行星探测任务为载体,结合地面低重力模拟测试平台和物理力学本构理论研究,研制小型轻量、自动智能的工程特性原位测试科学载荷,获取更加准确的行星土壤和岩石的工程特性参数,支撑月球科研站、基地建设和火星取样返回等深空探测任务。     

俄罗斯岩石科学的进展和问题

最主要进展是把岩石学研究扩大至天体，形成了天体岩石学研究方向。以陨石、月岩、彗星及宇宙尘为主要对象，运用地球化学天体化学观点，研究太阳系行星的起源和演化，并推衍于地球内生作用，指出行星的更生（ｒｅｎｏｖａｔｉｏｎ）过程有三种类型：裂谷作用、成岛（ｎｅｓｏｇｅｎｅｓｉｓ）和造山作用。文中对裂谷岩浆作用、碱性岩浆（在成岛阶段）演化作了论述，提出金刚石成因四大类型。认为金伯利岩钾镁煌斑岩中金刚石成矿是承袭被取代的母岩高压成矿的产物，变质杂岩中金刚石来自卷入其中的含金刚石橄榄岩、辉石岩和榴辉岩，金刚石的高￣３Ｈｅ／￣４Ｈｅ比值排除其为变质成因，金刚石成因新解释提出了金刚石成矿预测的新思路。含金刚石环状构造并非陨石冲击所成而是火山强力爆发的产物，各类球粒陨石中都发现过金刚石，说明球粒陨石来自巨型行星熔融核心，其流体外壳的压力足以生成金刚石。地球与太阳系其它星体之差别在于存在地槽体制、火山沉积岩系褶皱及其造山演化过程。     

透射电子显微镜技术新进展及其在地球和行星科学研究中的应用

近年来,各种微束分析技术的快速发展及其在地球和行星科学领域的广泛应用,极大地推动了纳米地球科学和行星科学的学科发展和科学研究.透射电子显微镜（简称透射电镜）因具有空间分辨率高和综合分析能力强等优点,在地球与行星物质的微纳尺度到原子水平的形貌、晶体结构、矿物相鉴定、化学成分、原子成像和微磁结构等研究中发挥着巨大作用.在简要回顾透射电镜的发展历程、物理结构和工作原理的基础上,结合本实验室过去几年的工作内容,重点介绍了透射电镜的基本功能、样品制备方法及其在地球和行星科学研究中的应用范例.通过与其他微束分析技术的简单对比,还初步分析了透射电镜在地球与行星科学研究领域的应用现状和未来趋势.      

“行星地质与化学”专辑序

正行星科学起源于天文学和地球科学,是伴随人类月球和行星探测工程快速诞生的学科,与全球板块活动理论同时期建立。经过半个多世纪的发展,行星科学已细分为行星地质、行星化学、行星物理、天体生物学等成熟的分支。其中,行星地质学使用多源遥感数据和模拟对比的方法,主要目的是了解天体的地质演化;行星化学起源于传统地球化学和陨石学,主要目的是了解天体物质的起源和演化。行星地质和化学从跨越天体的角度研究地质过程和地球化学的本质,为探索地球的起源和演化,尤其是地球早期演化、生命起源等重大科学问题提供了独特的视角。     

生物地质学

生物地质学殷鸿福（中国地质大学武汉４３００７４）关键词生物地质学１生物地质学的意义生物地质学是研究生物圈与地球其它层圈相互影响的一门新的地学分支学科。在数、理、化、天、地、生六大基础科学中，数、理、化、天均已与地学结合，形成了蓬勃发展的数学地质、地球...     

第八届国际地质年代学、宇宙年代学和同位素地质学大会评介

第八届国际地质年代学、宇宙年代学和同位素地质学大会评介穆治国（北京大学地质学系１００８７１）同位素应用于地球科学，在本世纪６０年代形成的地质年代学和同位素地质学，是地球科学中新兴的高技术领域。四年一次的国际学术讨论会，展示和交流本领域中的最新研究成果...     

太阳系探测的进展与比较行星学的主要科学问题

回顾了太阳系的探测历程,综合分析了太阳系探测的发展趋势。未来的太阳系探测将以月球与火星探测为主线,适度开展太阳系其他行星及其卫星、小行星和彗星的考察性探测。21世纪将是全面探测太阳系并为人类社会长期可持续发展服务的新时代。随着太阳系探测的进展,通过系统比较地球与类地行星的大气层与水体的形成演化过程、地形地貌与地质构造特征、岩石类型、热历史与内部结构等方面的共性与特性研究,表明行星的质量大小和行星与太阳的距离的相互耦合,制约了行星的形成和演化的复杂过程。比较行星学已成为指导太阳系探测的科学理论体系。     

行星摄动与10万年周期的冰期与间冰期交替

行星摄动与１０万年周期的冰期与间冰期交替杨学祥白岩郑文瑞刘淑琴（长春科技大学，长春，１３００２６）地球绕太阳公转的轨道偏心率的变化范围，张家祥（１９８２）的计算值为０００２４～００５７１。地球轨道偏心率的变化是由行星对地球的长期摄动引起的。天体力...     

2012年度国家自然科学基金项目指南（地球科学部分）

面上项目指南 地球科学是认识行星地球系统的形成和演化的一门自然科学,主要包括地理学、地质学、地球化学、地球物理与空间物理学、大气科学和海洋科学以及这些分支学科与其他学科的交叉研究。     

行星地球不均一成因和演化的理论框架初探

地球是太阳系的一部分 ,研究地球的成因和演化必须要与太阳系的形成结合起来。文章在综合最新的地球化学、地球物理和天体化学研究资料的基础上 ,对地球的不均一成因进行了理论上的推导。对星子学说、地球的多阶段堆积模型和地球化学不均一性以及它们的相互关系进行了论述 ,从行星演化的角度阐述地球不均一成因的理论框架。根据行星起源的星子学说 ,以及天体化学、地球化学和深部地质地球化学和地球物理资料的多重限制 ,行星地球的增生经历了两个主要阶段 ,即原地球的形成阶段和晚期星子堆积形成上地幔镶饰层阶段。早前寒武纪岩石的铅、钕、氧同位素的研究表明 ,在地球形成的初期就存在化学不均一性 ,而这种不均一性很可能代表初始堆积星子化学组成的差异     

从欧洲地学联合会第10次会议看地学的发展动向

欧洲地学联合会（ＥｕｒｏｐｅａｎＵｎｉｏｎｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）成立于１９８０年,其目的在于促进地球科学和行星科学中不同领域科学家们的相互合作。这些领域涉及地质学、地球物理学、地球化学、行星学、海洋学和水文学等。该联合会尽管成立时间较短,但已很快发展成为世界上的一个重要地学论坛。其重要活动是每两年举行一次的地学学术会议,会址设在法国的斯特拉斯堡。欧洲地学联合会第１０次会议（ＥＵＧ１０）于１９９９年３月２８日至４月１日在斯特拉斯堡的ｌａＭｕｓｉｑｕｅｅｔｅｄｓＣｏｎｇｒｅｓ宫召开。参会学者主…