岩溶与地球碳循环

正地球虽然在现代的太阳系中是一粒很小的"尘埃",然而却是太阳系中唯一一颗有高智慧生命体的行星。太阳集聚了太阳系中99%的质量,而其余8大行星、小行星带及柯伊伯带等共同"瓜分" 了剩余1%的质量。8大行星距离太阳由近而远,地球位列第三,与地球相邻的是金星和火星,金星和火星的大气圈均以二氧化碳(CO_2)为主,     

火星磁层探测结果的分析研究

重点介绍和分析了国际上对火星磁层探测所取得的资料，并与地球和太阳系其他一些行星磁层进行了对比，简单介绍了火星磁层的理论研究概况，指出了目前火星磁层研究中的主要问题。     

唯象场变化与宇宙过程的关系

地面观测到的物理场变化可表示成X=X1+X2+X3。式中,X1和X2分别为地球内部过程和外部过程决定的场分量,X3为干扰量(技术和仪器等的干扰)。7.1磁场变化与太阳系行星旋转周期的关系太阳系包括9颗大行星,根据行星形成特性分为两种主要类型:一是类地行星,除地球外,包括水星、金星、火星;二是木星类行星(巨星),包括木星、土星、天王星和海王星。表7.1列出了行星的若干特征。由表可见,地球和火星自转周期几乎一样,火星昼夜比地球昼夜长41分钟,金星和水星自转极慢,金星周期为584个地球日,水星为116个地球日。类地行星平均加权密度为5.14g/cm3,巨…     

火星沙尘暴及其与大气波动的相互作用

火星上的气候跟地球有着重要的相似之处,两者的比较研究对于我们更好地了解地球大气历史和未来的演化具有重要意义.火星地表和大气中的沙尘及沙循环是火星气候系统中极为重要的一环,而沙尘暴是火星沙循环中最重要的动力学过程.基于已有的火星沙尘暴和大气波动的研究结果,我们对火星沙尘暴的发生时间和空间尺度以及季节演化进行了归纳;并对火...     

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...     

欧洲航天局:火星探测十年回顾

2013年6月3日,欧洲航天局(ESA)在其火星探测卫星Mars Express发射10周年纪念日,推出ESA火星探测历程回顾专题报道,首次发布新的火星全球地图并回顾了火星探测10年成果. 1 最新火星全球地图 ESA此次所发布的新火星全球地图,全景呈现了这个红色星球上水和火山活动的历史,为下一代火星探测任务锁定了目标位点.该独特的地图集包括火星表面一系列水成、火山成因及风化形成的矿物的分布图,每幅地图代表了火星地质进化史的一个不同时期,地图集揭示了塑造火星的主导地质过程的全球背景.     

加拿大行星地球科学研究进展

行星地质学和地球物理学(Planetary geology and geophysics,PG&G)是研究太阳系岩体和冰体表面与内部起源、结构和进化的科学.在过去几年中,加拿大地球科学家讨论并参与了一系列的行星科学研究,如对月球、火星和其他星体的研究,及参与探测宇宙飞船等研究.为此,《加拿大地球科学杂志》(Canadian Journal of Earth Sciences)发表特刊介绍加拿大科学家对行星地球科学的贡献.     

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．     

板块构造与地幔温度和变质属性之间的关系

板块构造的启动时间及其在地球历史时期的演化过程,是地球科学的两大基本挑战.通过一个整体研究方法来分析地球历史时期的构造范式,可以解释自太古宙以来两种范式的板块构造.在这些解释中,早期的热俯冲与晚期的冷俯冲之间存在不同的变形和变质特征.汇聚板块边缘不同特征的区域变质作用记录了这两种不同范式的板块构造,这与太古宙和显生宙地幔温度的差异有关.以蓝片岩相变质作用出现为特征的现代范式板块构造出现在新元古代.这与表明古代范式的板块构造在太古宙早期已经启动的地质证据相吻合.地幔在地球演化史上的不断冷却可解释幔源熔体地球化学特征随时间的演化规律,而这个过程可能让无数小的板片数量逐渐减少并演变成更大的板片,改变洋壳、增生-碰撞造山带中岩石圈的厚度和保留程度,从而导致地球表面氧化作用,为孕育生命提供合适环境.     

美国科学家发现已陷入地幔中的“失踪地壳”

美国科学家们认为,他们已经探索出使研究人员迷惑了几十年的重大的地质奥秘之一,因为他们发现了地幔中的陷落层,他们称此层为曾组成地球的关键性的“失踪地壳”(mis-sing crust)。在丹佛召开的美国地质学会的年会上宣布的这一发现,终于解决了下面的问题,即地球的外壳为什么比月球和火星上的类似的外壳薄如此之多。月球和火星的外壳占该星体的10%,而地球的地壳只占本行星陆地质量的0.4%。     

基于行星会合指数对太阳系结构变化的自禀赋特征的辨析

基于太阳系质心坐标系论证了太阳和行星系质心同步绕太阳系质心运动的命题.对K指数的研究发现,太阳系结构演变可导致选定的太阳质心坐标系的性质具有周期性变化的特征.太阳系结构变化可以从K指数的量值上予以区分.当行星系统处在K=Kmax和K=Kmin分布状态时,所揭示的正是整个太阳系结构演变的两种性质相反的极端状态.太阳轨道运动的复杂性主要是指太阳轨道运动具有向太阳自转运动转变的周期性变化特征.K指数除了具有指代太阳轨道运动极半径的变化特征之外,还近似具有与木星同步绕转的方向周期.理论分析获得:太阳轨道运动角动量的变化可导致太阳自转角动量和行星系统轨道角动量的变化,这对进一步探讨地球轨道运动扣自转运动的变化机制具有重要的参考价值.     

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.     

"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...     

地球生物学前沿:进展与问题

地球生物学是地球科学与生命科学的交叉学科,其核心任务是探讨生物与环境的相互作用和协同演化.在分析国际地球生物学的研究进展、中国科学院学部地球生物学前沿论坛成果以及本专辑代表性论文的基础上,本文简要评述了重大地质突变期的地球生物学、地质微生物与全球环境变化以及极端环境地球生物学这三大主题的主要研究进展和存在的科学问题.在重大地质突变期的地球生物学方面,人们已经认识到生命的起源、辐射、灭绝和复苏等重大生命事件的发生与地球深部过程以及受其影响的海-陆-气环境过程密切相关;但对于地质历史时期生物与环境是如何协同演化的,其具体的机制和动力学过程是什么,还知之甚少.在地质微生物与全球环境变化方面,各类地质微生物功能群不仅灵敏地响应地质环境的变化,而且通过元素循环和矿物转变对地质环境产生重要影响;但人们对不同地质微生物功能群是如何通过协同作用而改变地质环境的,还了解得很少.在极端环境地球生物学方面,人们从深海、冰川冻土、地下水、洞穴和热泉等极端环境中发现和分离出一些重要的微生物,并开展了许多生物学的研究;但真正能上升到极端环境地球生物学的研究很少,极端环境微生物的地球化学功能还远未查明.地球生物学将大大拓展生物过程研究的时空范畴,在资源领域和全球变化领域有广阔的应用前景.地球生物学需要多学科的协同研究,包括加强地质微生物的研究,加强生物地球化学循环的数据库建设和定量化模型研究,加强各类典型地质环境条件的研究,加强生物过程与物理化学过程的耦合研究.     

“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.     

年轻矿物质表明火星曾有水

《地质学》杂志日前发表的一篇最新研究报告称,研究发现火星上的小洼地含有丰富的矿物质。相比于火星上那些古老的岩石,这些矿物质显得更年轻。这表明在火星相对较近的历史时期曾经有水,也即有生命存在。     

火星探测:黄钾铁矾原地K-Ar定年

为了更好地确定火星不同地形所记录的气候变化的时间尺度,确定火星历史上重大事件的绝对年龄,并校准陨石坑率,需要从火星原地或从返回样品中获得精确的年龄数据.原地K-Ar定年是目前比样品返回更为实用的一种精确远程定年技术.黄钾铁矾(KFe₃(SO₄)₂(OH)₆),是火星上广泛存在的唯一一种通过就位探测、轨道遥感探测、陨石研究三种手段都确定存在的含钾硫酸盐矿物,它已被用于K-Ar和⁴⁰Ar/³⁹Ar精确定年.火星上黄钾铁矾的保存提供了火星上含水过程的性质和持续时间的信息,不同年龄的黄钾铁矾能有效地解读火星历史上地表水流动时期及过渡到当前干旱气候之间的演变历史.本文总结了近年来火星上黄钾铁矾存在的区域、矿物学特征、在火星上的稳定性、原地K-Ar定年的研究现状、黄钾铁矾氩扩散动力学等,探讨了黄钾铁矾原地K-Ar定年的关键科学问题、火星采样返回需求、未来研究方向等.     

金星“蝎子”,学界寻觅生命痕迹

近日,据英国《每日邮报》报道,俄罗斯科学院太空研究所科学家Leonid Ksanfomaliti在对30年前苏联探测器拍摄的一系列照片进行分析后,声称已经发现了金星上的生命迹象。照片是1982年Venus-13探测器拍摄,Leonid Ksanfomaliti说,该照片上显示有"蝎子形状"、"圆盘"和"黑色尾翼"的物体,而且很明显在动。Ksanfomaliti在《太阳系研究》杂志上发表文章写道:"假如我们忘     

地球上为什么会有水?

<正>地球71%的表面积被水覆盖,号称水球。水孕育了生命,是地球上所有生物不可缺少的物质。正因为地球有液态水,地球才变得如此生机勃勃、与众不同。可是,地球上的水是哪里来的呢?为什么太阳系的其他行星没有液态水呢?关于地球上水的来源,目前主要有两大说法:自源说和外源说。自源说认为地球的水来自于地球本身。地球起源时,形成地球的物质里面就含有水,或者包含组     

地球扁率在其历史上的变化

地球的形状变化是地球演化研究的基本问题之一.为了确定地球形状的变化需要了解各个地质历史时期其扁率的变化.根据地球的扁率公式,得到扁率与地球的半径、质量和角速度关系.通过推测地球的半径、质量和角速度的变化量,计算出地球各个时期的扁率.地球的扁率自形成以来总体趋势在减小.地球是个固液混合的椭球体,在各个地质历史时期中地球扁率的真实值应该小于计算的扁率值.