南极陨石与沙漠陨石的对比研究

南极冰盖和热带干旱－半干旱沙漠地区均有利于陨石样品的保存。到目前为止,已在南极约２５００ｋｍ２的蓝色冰区内回收了约１５０００块陨石。在非洲撒哈拉沙漠、西澳大利亚及美国新墨西哥州沙漠地区回收了约２０００块陨石。但由于两者的气候条件和保存陨石的环境不同,它们之间存在明显差异,南极陨石居地年龄大,风化程度低,地球污染小;沙漠陨石居地年龄小,风化程度高,地球污染大。南极和沙漠陨石的主要陨石类型的频率与已知降落的陨石相似,未观察到陨石类型通量随时间的明显变化,但在南极陨石中稀少和独特陨石类型的丰度较高,按其陨石来源将其划分为小行星陨石和行星陨石。新的和独特陨石类型的研究以及月球和火星陨石的研究有利于探索和了解早期太阳星云的连续化学分馏作用及月壳和火星表面的平均化学组成及其横向变化。     

南极陨石研究的启示Ⅹ:南极陨石的居地年龄

到目前为止,陨石学者已考察了约2500km2的南极蓝色冰区,并在南极冰盖不同的地区回收到约30000个陨石样品.在过去20年,主要根据36Cl或14C的浓度测定了几百个南极陨石的居地年龄.每个搁浅区的陨石显示不同的居地年龄分布,并提供陨石局部堆积机制的信息,在蓝色冰表面南极陨石的密度取决于许多因素,如陨石的降落率、冰的消融率、雪的堆积率等.大多数南极陨石的居地年龄范围从小于10ka到1000ka,Yamato山地冰区陨石的居地年龄可高达200ka,而Lewis Cliff及Allan Hills陨石的居地年龄分别高达500ka和1000ka,新近发现两个陨石的居地年龄分别为2Ma及2.35Ma,表明它们深埋于靠近冰川底部,且冰流率比表面低得多,同时也表明陨石堆积进入目前的搁浅区至少始于2Ma以前,这与东南极冰盖为稳定和持续性假设是一致的.陨石的居地年龄是确定陨石历史的一个重要参数,同时也可用以估计陨石的搬运时间及平均风化寿命.     

南极陨石研究的启示Ⅹ:南极陨石的居地年龄

到目前为止 ,陨石学者已考察了约 2 5 0 0km2 的南极蓝色冰区 ,并在南极冰盖不同的地区回收到约 30 0 0 0个陨石样品。在过去 2 0年 ,主要根据36Cl或1 4 C的浓度测定了几百个南极陨石的居地年龄。每个搁浅区的陨石显示不同的居地年龄分布 ,并提供陨石局部堆积机制的信息 ,在蓝色冰表面南极陨石的密度取决于许多因素 ,如陨石的降落率、冰的消融率、雪的堆积率等。大多数南极陨石的居地年龄范围从小于 1 0ka到 1 0 0 0ka ,Yamato山地冰区陨石的居地年龄可高达 2 0 0ka,而LewisCliff及AllanHills陨石的居地年龄分别高达 5 0 0ka和 1 0 0 0ka,新近发现两个陨石的居地年龄分别为 2Ma及 2 .35Ma,表明它们深埋于靠近冰川底部 ,且冰流率比表面低得多 ,同时也表明陨石堆积进入目前的搁浅区至少始于 2Ma以前 ,这与东南极冰盖为稳定和持续性假设是一致的。陨石的居地年龄是确定陨石历史的一个重要参数 ,同时也可用以估计陨石的搬运时间及平均风化寿命。     

南极格罗夫山陨石的分类及其研究意义

陨石是来自地球之外的岩石样品,是研究太阳系的起源与演化的重要窗口。半个多世纪以来,国际上在南极冰盖上发现了大量陨石样品,证实了南极是地球上最重要的陨石富集区。1998年中国首次在格罗夫山地区发现南极陨石,经过4次南极考察,共收集陨石样品9834块。这不但填补了中国在该领域的空白,也为中国积累了大量珍贵的科学样品。目前,中国先后6年开展了陨石分类研究工作,并取得了显著进展:(1)完成了684块陨石的分类命名,其中发现了许多特殊类型陨石,如火星陨石、橄辉无球粒陨石、碳质球粒陨石等;(2)初步建立了陨石库和资源共享网络平台;(3)通过南极系统分类研究,建立了南极陨石分类程序、样品管理和申请程序;(4)通过国内陨石分类合作研究,培养了一批年轻专业人才。     

南极格罗夫山陨石的分类及其研究意义

陨石是来自地球之外的岩石样品,是研究太阳系的起源与演化的重要窗口。半个多世纪以来,国际上在南极冰盖上发现了大量陨石样品,证实了南极是地球上最重要的陨石富集区。1998年中国首次在格罗夫山地区发现南极陨石,经过4次南极考察,共收集陨石样品9834块。这不但填补了中国在该领域的空白,也为中国积累了大量珍贵的科学样品。目前,中国先后6年开展了陨石分类研究工作,并取得了显著进展:(1)完成了684块陨石的分类命名,其中发现了许多特殊类型陨石,如火星陨石、橄辉无球粒陨石、碳质球粒陨石等;(2)初步建立了陨石库和资源共享网络平台;(3)通过南极系统分类研究,建立了南极陨石分类程序、样品管理和申请程序;(4)通过国内陨石分类合作研究,培养了一批年轻专业人才。     

南极陨石研究的启示Ⅴ:南极铁陨石的化学组成及其分类

报道了５２个南极铁陨石的１３个元素的浓度，并根据其构造和Ｇａ，Ｇｅ，Ｎｉ，Ｉｒ及其它微量元素的含量进行了分类，５２个铁陨石由１６个ＩＡＢ，１２个ＩＡＢ，１个ＩＥ，３个ＩＩＡＢ，１个ＩＩＣＤ，１个ＩＶＡ及１８个未分群的化学群组成。ＩＡＢ，ＩＩＣＤ及ＩＥ为非岩浆成因的铁陨石群，它们是由球粒陨石质母体近表面区冲击产生单独的熔体池形成的，ＩＡＢ，ＩＩＡＢ及ＩＶＡ显示金属岩浆分离结晶作用的特征，为岩浆成因的铁陨石。岩浆群铁陨石元素－Ｎｉ的斜率一般比非岩浆群高。有意思的是在南极回收的５２个铁陨石中，相对于非南极铁陨石ＩＡＢ和未分群的铁陨石丰度较高（分别为２７．８％和４７．２％），而ＩＩＡＢ群的丰度较低（５．８％），它们含有以前未采到样品的母体形成区域、质量、冲击碰撞频率的信息。     

某些南极陨石元素的丰度特征

用中子活化分析测定了７个南极球粒陨石的主量和微量元素含量，讨论了这些陨石的元素丰度分布特征、南极陨石和非南极陨石的元素丰度差异，并划分了这７个南极陨石的化学群：Ｙ７９１７１７（Ｃ３），Ｙ７４１９３（Ｈ５），ＡＬＨ７６００６（Ｈ６），ＡＬＨ７７２１４（Ｌ３），Ｙ７５２７１（Ｌ５），ＡＬＨ７６００１（Ｌ６），ＡＬＨ７６００９（Ｌ６）陨石。     

中国南极陨石研究新进展

本文对我国南极陨石的收集、分类和研究工作进行了回顾和阶段性的总结。4次格罗夫山考察共发现陨石样品9834块,其中已完成和计划2008年完成分类的陨石共2431块。在正式公布的684块已分类陨石中,鉴定出2块火星陨石、2块灶神星陨石、6块橄辉无球粒陨石、5块中铁陨石、1块橄榄陨铁、1块铁陨石以及10块碳质球粒陨石等特殊样品,并对其中的部分样品开展了深入的研究。建议拓展南极陨石的收集,持续开展陨石的分类工作,并提出我国南极陨石研究的重点方向。     

中国南极陨石研究新进展

本文对我国南极陨石的收集、分类和研究工作进行了回顾和阶段性的总结。4次格罗夫山考察共发现陨石样品9834块,其中已完成和计划2008年完成分类的陨石共2431块。在正式公布的684块已分类陨石中,鉴定出2块火星陨石、2块灶神星陨石、6块橄辉无球粒陨石、5块中铁陨石、1块橄榄陨铁、1块铁陨石以及10块碳质球粒陨石等特殊样品,并对其中的部分样品开展了深入的研究。建议拓展南极陨石的收集,持续开展陨石的分类工作,并提出我国南极陨石研究的重点方向。     

我国回收的南极陨石分类研究综述

到目前为止,我国南极科学考察队共回收到32块陨石样品,其中二辉橄榄岩质火星陨石及钙长辉长无球粒陨石各1块,未分群的铁陨石1块,其余29块均为普通球粒陨石,在普通球粒陨石中有6块是稀少的低铁群非平衡的陨石,表明在回收的陨石中特殊的和稀少的陨石类型占有较高的比例。在综述国外不同南极陨石类型的划分及其频率的基础上,对我国南极和非南极球粒陨石类型进行了初步对比研究,讨论了一些人们所关注的问题,包括陨石富集区、可能发现新的陨石类型、不同球粒陨石群性质与距日心距离的关系及早期太阳星云的连续化学分馏作用等。     

A study on cosmic dust particles in Antarctic ice，snow and non－Antarctic region and their origins

ＡｓｔｕｄｙｏｎｃｏｓｍｉｃｄｕｓｔｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎＡｎｔａｒｃｔｉｃｉｃｅ，ｓｎｏｗａｎｄｎｏｎ－ＡｎｔａｒｃｔｉｃｒｅｇｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｏｒｉｇｉｎｓＷａｎｇＤａｏｄｅ（王道德）ａｎｄＤａｉＣｈｅｎｇｄａ（戴诚达）（Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ...     

青海苏干湖表层沉积物粒度分布模式与大气粉尘记录

位于干旱区柴达木盆地具有年纹层的苏干湖是以地下水补给为主的内陆封闭湖泊, 其表层沉积物粒度具有多组分峰态分布特征, Weibull 函数的拟合结果发现, 其粒度分布全部具 有4 个基本组分: 超细粒组分, 众数粒径在1 μm 上下; 细粒组分, 众数粒径在5~10 μm; 粗粒组分, 众数粒径在50~100 μm; 砂组分, 众数粒径在500 $m 左右。粒度主峰出现在细 粒组分或者粗粒组分。直接来自大气粉尘的冬季湖泊冰面样品及当地尘暴样品的Weibull 函数粒度拟合也显现出了相似的分布模式, 冰面样品的粒度主峰位于众数粒径在15~20 μmm 的 细粒组分, 砂组分(众数粒径452.9μm) 的出现指示出砂粒在冬半年沿冰面而进入湖泊中心。 尘暴降尘样品在尘暴季节(5 月份) 和非尘暴季节(11 月份) 的粒度分布普遍具有3 个组分, 缺少砂组分, 强沙尘暴事件样品则由4 个组分组成, 粒度主峰均位于众数粒径在100~200 μm 的粗粒组分。结果显示, 苏干湖湖泊沉积能够较好记录当地大气粉尘, 砂组分与湖泊周边干旱地表经历的近地面强沙尘活动有关, 粗粒组分记录了区域性的尘暴事件, 细粒组分主要反映 流域径流状况, 超细粒组分代表干旱区的大气背景粉尘和气溶胶。研究表明, 苏干湖内陆湖 泊沉积客观记录了区域大气粉尘和尘暴事件, 具有重建干旱区大气粉尘变化历史的潜在优势。     

山西公海湖泊沉积物记录的大气粉尘现代过程

湖泊粉尘记录是研究区域大气粉尘演化历史的重要载体,而现代过程研究是定量提取湖泊沉积物中粉尘信号的重要基础。对山西公海湖泊沉积岩芯样品及周边不同类型的表土样品开展了粒度分析,并对岩芯样品进行粒度组分的定量分离。结果表明：全新世湖泊岩芯样品以黏粒（<2 μm）、细粉砂（2～19 μm）和粗粉砂（19～78 μm）为主,粗粉砂组分的粒度特征与湖泊沉积物中的石英颗粒、黄土样品中的粗粒组分及现代大气降尘的粒度特征相似,石英颗粒的表面微形态也具有典型风成特征。因此,公海湖泊沉积物中粒径19～78 μm的粗粉砂组分可用来代表大气粉尘的变化,这与湖泊沉积物中粗粉砂组分是大气尘暴降尘主要组分的认识一致。另外,公海湖泊冰面粉尘样品的平均粒径还具有从西北向东南递减的趋势,表现出与冬季风方向一致的特征,进一步表明公海湖泊沉积物中粗粉砂组分可以代表东亚冬季风强度的变化。因此,公海湖泊岩芯中的粗粉砂组分可用来重建全新世大气粉尘变化以及可能的东亚冬季风强度演化历史。     

沙尘天气对榆林市环境空气质量的影响

基于2013-2018年榆林市沙尘天气和环境空气质量逐日数据,定量分析了沙尘天气对榆林市空气质量指数(AQI)、可吸入颗粒物(PM10)和细颗粒物(PM2.5)的绝对贡献和相对贡献率.结果表明:沙尘天气对榆林市AQI的贡献率为0.7％-11.1％(平均值±标准差6.4％±3.8％);对PM10的绝对贡献为 1.0-13...     

THE PEATLAND/ICE AGE HYPOTHESIS REVISED, ADDING A POSSIBLE GLACIAL PULSE TRIGGER

Carbon sequestering in peatlands is believed to be a major climate‐regulating mechanism throughout the late Phanerozoic. Since plant life first evolved on land, peatlands have been significant carbon sinks, which could explain significant parts of the large variations in atmospheric carbon dioxide observed in various records. The result is peat in different degrees of metamorphosis, i.e. lignite, hard coal and graphite. During phases of extensive glaciations such as the 330–240 Ma Pangea Ice Age, atmospheric carbon dioxide was critically low. This pattern repeats itself during the Pleistocene when carbon dioxide oscillates with an amplitude of c. 200–300 ppmv. This paper suggests that the ice age cycles during the Pleistocene are generated by the interglacial growth of peatlands and the subsequent sequestering of carbon into this terrestrial pool. The final initiation of ice age pulses towards the end of inter‐glacials, on the other hand, is attributed to the cyclic influx of cosmic dust to the Earth surface, which in turn regulates cloud formation and the incoming shortwave radiation. These shorter cycles have a frequency of c. 1000‐1250 years and might be connected to sunspot or other low frequency solar variations. In a wider context the ice age cycling could be regarded as an interplay between terrestrial life on the high latitudes of the northern hemisphere and the marine subsurface life in the southeast. If the results presented here are correct, the present global warming might just be the early part of a new warm period such as the Bronze Age and the Roman and Medieval Warm periods. This could be caused by entry into another phase of decreasing influx rates of cosmic dust. The increasing concentrations of atmospheric carbon dioxide might have contributed to this warming but, most important of all, it might temporarily have saved us from a new ice age pulse.     

A call for Australian loess: discussion and commentary

A study of loess in Australia brings the idea of 'desert' loess back into view. Production of particles in deserts still presents problems, but deserts do make adequate storage regions for loess particles – usually produced in adjacent mountains. Straightforward for Central Asia or China (a particle source in High Asia and convenient deserts en route to eventual deposition), but the Sahara and Australian deserts traditionally present problems. If loess material is allowed to be silt-sized clay agglomerate particles as well as the usual clastic primary minerals, then loess in Australia seems reasonable. Loess acquires its remarkable loessic qualities via aeolian deposition – the nature of the particles is perhaps of lesser importance. A more generalised approach to airborne sediments might be attempted, with two major types of suspension material recognised: large dust (maybe coarse and very coarse silt, say 20–60 µm, or perhaps 4–6 phi) and small dust (fine and very fine silt, 2–8 µm, 7–9 phi). Loess is made from large dust.     

冲击起沙的概念模型

冲击起沙是最重要的起沙方式。鉴于Lu和Shao提出的体积模型的不足,通过分析沙床受到冲击后应力的传递规律,类比于电子的跃迁模型,提出了冲击起沙的跃迁模型来解决冲击起沙问题。该模型的基本思想是,沙粒冲击沙床时,能量会沿冲击点向周围粒子扩散,当某一粒子获得的能量大于跃出所需要的能量时,该粒子即从床面跃出;多余的能量将转化为该粒子的跃出初动能。冲击起沙问题由此变成了一个研究跃出能量的大小和能量传输规律的问题。根据该模型,基于能量传输的吸收系数法和传输方程近似法,给出了两维和三维情形下冲击起沙释放的粒子数、速度分布和冲击坑形状的表达式。两维情形下显示,冲击坑的大小与释放的粒子数和粒径大小正比,而且伴随着冲击坑的形成,可能会发生崩塌现象。吸收系数法显示,两维冲击坑随着吸收系数的增大是先增大,后反而出现了收缩。传输方程近似法显示,两维冲击坑的大小正比于kt。     

“7.17”西北夏季沙尘暴数值模拟

 对2005年7月17日发生在西北地区近20 a来夏季最强的沙尘暴过程进行了数值模拟研究,结果得到:①沙尘暴发生前,沙源处于高温控制下;②起沙是水平低涡和垂直涡叠加而成的一种类似于Benard对流泡的系统扫掠沙源的结果;③起沙主要发生在水平低涡移动方向的右部。     

伊犁盆地北部山麓黄土粒度端元指示的粉尘堆积过程

中亚干旱区是全球重要的粉尘源区,是全球变化与区域响应研究的关键区域之一。中亚粉尘形成搬运沉积过程一直是全球变化研究的热点科学问题。本文选取位于伊犁盆地北部、北天山南麓不同地形和气候条件下的两处黄土剖面,对其沉积速率最高的层段进行了粒度测试分析,结合聚类分析和粒度分布曲线拟合两种方法,重建了黄土粉尘的堆积过程。伊犁盆地黄土主要由远源和近源物质组成,分别由高空西风和中尺度的区域风搬运而来。高空西风所携带的远源粘粒级矿物颗粒对盆地东部降雨较高地区有一定的贡献,而在盆地西部不容易沉降下来。中尺度区域风所搬运的近源物质组成了黄土沉积物的主体,而近源区沉积物的可用性在黄土的形成过程中扮演着重要角色。另外,非风暴过程中(沙尘暴过后)出现的浮尘在沙尘暴天气频率减少的时期对黄土的发育有重要贡献,而在沙尘暴天气频发的时期,较差的植被覆盖度能够使得已经沉降下来的浮尘组分重新被扬起至大气中。由此建立了一个粉尘堆积的概念模型。认识黄土粉尘的堆积过程对现代沙尘天气的治理和人类生存环境的改善具有重要作用。     

论特强沙尘暴(黑风)的物理特征及其气候效应

在总结过去研究结果的基础上,对特强沙尘暴的发生机制进行了进一步的理论分析,探讨了大气强对流对特强沙尘暴(黑风)形成的作用;从物理上系统解释了特强沙尘暴天气的沙尘壁特征;概述了特强沙尘暴的大气沙尘粒子尺度和垂直分布;定性评估了沙尘暴的直接和间接、短期和长期气候效应;最后,还讨论了沙尘暴研究中存在的一些关键科学问题。