地球-生命耦合系统:生物圈动力学和全球环境控制

“地球工程学(Geotechnologie)”是德国联邦政府教育与研究部(BMBF)和德国科学基金会(DFG)共同策划的未来15年超大型地学研究计划,于2000年3月正式公布并开始招标实施,德国政府准备对该计划的实施投入约5亿马克的研究经费. 在经济和科学技术全球化进程不断加快的21世纪之初,在我国自然科学基础研究已经开始实施“十五”规划,即将开始考虑下一个五年规划的重要时期,了解和掌握世界各国的科学研究动态,对于把握科学前沿问题、跻身世界领先行列、保证我国基础科学研究与世界同步发展及开拓创新性研究领域等方面都具有重要意义.为此,本文将根据DFG提供的资料,对德国未来15年的超大型科学研究计划“地球工程学”的重要研究领域--地球-生命耦合系统(生物圈动力学和全球环境控制)进行全面介绍,目的在于通过信息交流,促进我国地球科学研究的迅速发展并及早抢占前沿性科学研究领域.     

地球—生命耦合系统：生物圈动力学和全球环境控制——德国未来15年超大型科学研究计划“地球工程学”研究的重要领域

“地球工程学 (Ｇｅｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ)”是德国联邦政府教育与研究部 (ＢＭＢＦ)和德国科学基金会 (ＤＦＧ )共同策划的未来 15年超大型地学研究计划 ,于2 0 0 0年 3月正式公布并开始招标实施 ,德国政府准备对该计划的实施投入约 5亿马克的研究经费。在经济和科学技术全球化进程不断加快的 2 1世纪之初 ,在我国自然科学基础研究已经开始实施“十五”规划 ,即将开始考虑下一个五年规划的重要时期 ,了解和掌握世界各国的科学研究动态 ,对于把握科学前沿问题、跻身世界领先行列、保证我国基础科学研究与世界同步发展及开拓创新性研究领…     

板块运动地球重力学机制研究

针对板块运动的动力问题,笔者按照地球重力学的理论和方法进行了持续研究,并于2000年和2001年分别提出了“纬向正常密度假说”和“板块运动纬向重力模式”。“纬向正常密度假说”认为：地幔的正常密度是按照“地幔纬向正常密度函数”δe (B)规则分布的。如果地幔的密度是正常分布的．其物质分布状态在水平方向就是稳定的;而如果地幔的密度     

2002年度地球科学部二处（地球化学学科）工作报告

1　2002年度面上项目受理情况2002年面上基金项目共受理申请210项,较2001年的180项增长了16.7%。其中自由申请项目166项、青年科学基金项目37项、地区科学基金项目7项。申请人来自72个单位。申请项目不少于5项的单位有10个,均为中国科学院系统和教学科研型大学:中国科学院地球化学研究所(30项)、中国科学院广州地球化学研究所(17项)、中国地质科学院矿产资源研究所(11项)、中国科学院地质与地球物理研究所(10项)、中国科学技术大学(9项)、中国地质大学(武汉)(9项)、北京大学(7项)、成都理工大学(8项)、南京大学(7项)、中国地质大学(北京)(6…     

地球化学学科15年回顾

1　地球化学学科 1 5年回顾表 1列出了 1986— 2 0 0 0年期间地球化学学科面上申请项目和资助项目的概况 (1987— 1988和1989年含重点项目 ) ,共资助了 5 4 8项面上项目 (含自由申请项目、青年科学基金项目和地区基金项目 ) ,资助经费为 5 371 0 7万元。 1991— 2 0 0 0年期间批准实施的重点项目有 14项 ,总资助经费 132 6万元。另外 ,地球化学学科还参与了“超高压变质作用与碰撞造山动力学”、“应用于地球科学的加速器质谱计的研制与建立”和国家重点科技项目“夏商周断代工程”的专题之一“加速器质谱计的改进与14 Ｃ测年方法的完善”等…     

地球化学探测:从纳米到全球

文中简要总结了勘查地球化学的发展历程,阐述了从纳米尺度到全球尺度地球化学探测的最新进展。勘查地球化学从诞生初期研究手标本化学成分,到研究矿床尺度原生晕,到20世纪70年代以后研究化学元素的区域分布,到90年代以后开始研究全球尺度化学元素分布。进入2000年以后,为了更深层次理解这些宏观地球化学模式是如何受元素的微观行为控制的,开始了纳米尺度地球化学探测。目前纳米尺度地球化学和全球尺度地球化学研究成为地球化学探测的两个前沿研究领域。笔者从微观、区域和全球不同尺度地球化学探测,各列举一个前缘领域进行了介绍。(1)在微观尺度上,从纳米水平研究化学元素的存在行为、分散和迁移机理,列举了有关纳米铜和纳米金晶体颗粒的发现及其对隐伏矿勘查的意义;(2)在区域尺度上,阐述了盆地砂岩型铀矿地球化学调查理论与技术进展;(3)在全球尺度上,列举了全球地球化学基准研究的最新进展,初步总结了全球尺度化学元素分布与地质背景、矿产资源、气候变化和人类活动的关系。     

IODP计划和地球科学学术界

国际综合大洋钻探计划(IODP)预定从2003年10月开始(即美国2003年财政年度开始之时)。从美国2006年财政年度开始,日本将提供立管科学钻探船,而自美国2004年财政年度起,美国将提供非立管科学钻探船。这两个钻探平台将构成IODP的核心技术支撑。美国和日本将以“领导机构”(leadagency)的身份支持这项计划,并在IODP中享有平等的合作伙伴关系和责任。在上述两个钻探平台均无法涉足的地区,将使用由美国和日本之外的其他IODP成员国提供的特殊使命钻探平台(MSP)。IODP的科学主题和目标已在IODP初始科学计划书(即ISP:由IWG支持办公…     

湘西柑子坪黑色页岩土壤地球化学分析

近年来,黑色页岩风化的地球化学研究受到学界的重视。这是因为富含有机质和硫化物矿物(主要为黄铁矿)的黑色页岩暴露地表极易被风化分解,淋滤释出重金属元素(Littke et al.,1991;Peucker-Ehrenbrink,2000;Peng et al.,2004),而影响地表(水、土壤)环境(Peng et al.,2004;彭渤等,2005)。由于黑色页岩成岩物源条件、沉积环境等方面的差异,使得不同地区、不同     

我国森林沼泽景观区地球化学系列参数统计CSCD

森林沼泽是我国重要的景观类型,自2000年以来采用新的方法技术重新实施了森林沼泽景观区域地球化学调查,截至2011年已完成调查面积29万km2,采集水系沉积物样品73 000余件,分析测试39种元素或氧化物,积累了十分丰富的地球化学信息。针对这些十分宝贵的资料,笔者采用金维地学信息处理研究应用系统(GeoIPAS)计算了数据平均值、中位值、标准离差、数值范围等系列参数。统计的各种地球化学参数值反映了该景观区的地球化学区域性特征,为进一步研究地球化学分布规律,发现地球化学异常,开展矿产资源远景评价提供了重要的基础性参考依据。     

地球系统科学—一门新的综合学科

80年代初期,由国际科学联合会理事会(ISCU)提出筹组90年代新的国际科学规划:国际地圈-生物圈计划(IGBP)。该计划主要研究全球变化。世界各地科技组织都在积极筹备和提出计划方案。美国和加拿大是这一计划的主要发起国家,并在国内从组织上、经济上积极推行和实施这一计划。最近,美国的科学家正式提出了“地球系统科学”并对它作了较系统的     

中国海地球物理场和地球动力学特征

1960—1990年间,在中国海域内进行了广泛的地质-地球物理调查。根据所取得的实际资料,编制出“中国海区及邻域地质地球物理系列图(1:2M)”,实际上是对中国海30年地质地球物理工作的系统总结。本文在说明系列图的指导思想与方法之后,概略地论述了中国海的地球物理场、地球动力学和地质构造等特征。     

天体螺旋开放轨道及地球波动膨胀

狄拉克曾预言,引力常数G可能以每年ΔG<10~(-11)速率衰减。当代大百科全书和天体物理学资料为ΔG<2×10~(-11)/年和ΔG<10~(-10)/年。本文据激光精密测距计算得ΔG=1.01×10~(-10)/年。在微观世界,普朗克常数h     

走向地球系统科学的必由之路

2003年9月30日,大洋钻探计划将宣告结束。在这历史性的时刻,我们一方面赞颂这项空前规模的国际合作,19年来不断创新的辉煌历程;另一方面也为我国地学界感到庆幸,我们赶在世纪帷幕落下之前,进入了深海研究的科学前沿。国际深海科学钻探至今35年(DSDP,1968—1983;ODP,1985—2003),如果要用一句话来概括其科学贡献,那就是推动地球科学进入了“地球系统科学”,或者说“地球系统演化”的新阶段。确实,地球表面60%是超过2000m的深海,缺了深海不可能得到全球概念。深海沉积中堆积的海洋浮游生物,集四大圈层的信息于一身,也为研究过去的全球…     

日本地球科学技术研究开发基本规划简介

1 背景 1989年3月14日,日本内阁总理大臣竹下登依据日本科学技术会议设置法有关规定,代表内阁要求日本科学技术会议对“关于地球科学技术研究开发基本规划”进行咨询。1990年6月14日,日本科学技术会议地球科学技术部长武安羲光向继任的内阁总理大臣海部俊树呈交了审议报告和地球科学技术研究开发基本规划草案,并于1990年8月20日由内阁总理大臣审定公布。该规划包括三部分内容:(1)促进地球科学技术研究开发的基本观点;(2)重要的研究开发课题;(3)推动研究开发的措施。日本政府制定该规划时,是以未来10年的科技活动作为审议基础来考虑的,并与国际全球变化研究相联系。其目的是为了增加对地球的科学认识,促进对环境问题的解决,使人类社会得以持续发展。     

地球化学动力学

近30年来热力学在地球化学领域各方面的研究中得到了广泛的应用,取得了非常突出的成果,使人们对地球化学过程的认识有了长足的进步。成岩成矿条件及模式,地壳及地幔演化等各方面得到了实际的应用。热力学已成为矿物学家,岩石学家、矿床学家及地球化学家的主要理论工具之一。随着它的发展与成熟,其局限性也逐步暴露出来,即它只能处理平衡态(或近于平衡态)的问题,无法确定反应的路径及解决速度问题。自然地球化学过程有些     

地球化学自组织现象梗概

包括化学反应在内的自组织现象发生在沉积岩、火成岩和变质岩的所有岩石类型中。由于地球化学的自组织作用表现的一些例证通常不能由实验直接提供,所以常常难以确定它们就是自组织作用的真实情况,更不用说来鉴定形成机制。这些例子(具一定的可靠性)有:(1)氧化铁在石灰岩的燧石结核中形成富集环带,页岩中形成有规则间隔的、雪茄烟形的团块。(2)玛瑙(微晶石英纤维集合体)可表现出下列所有现象:(a)看上去与李泽冈环带极相似的条带;(b)由非扭曲与扭曲石英纤维交替组成的相邻条带;(c)正交偏光镜下明显可见玛瑙有特色的人字形干涉图。(3)前寒武纪铁建造在不同的尺度范围内表现了相互交替条带,且常常具有很大的横向延伸。(4)密西西比河型矿石走向上经常表现了由萤石、白云石、方铅矿、闪锌矿等任意一两种矿物交替出现的条带(～1cm);也可见到粒级条带。(5)多组间距均匀的夹层和缝合线(间距达10厘米多)常见于石灰岩和许多其它类型的沉积岩中。(6)大区域变质岩中有明显而大致规则的明暗矿物相间的条带(片理、解理或页理)。(7)某些接触变质岩(矽卡岩)所显示的规则条带。(8)基性杂岩中见有横向上大规模的英寸级平面状条带,如蒙大拿的Stillwater和格陵兰的Skacrgaard岩体。(9)许多花岗质岩石含有由同心状的,两种矿物交替环带(0.1～1cm)组成的“球体”(规则的球状结晶矿物集合体,直径几十厘米)。(10)中性火山岩中含有具屡变成分环带的斜长石晶体。     

深穿透地球化学对比研究两例

为了寻找隐伏矿床,近些年提出了深穿透地球化学的概念和发展了深穿透地球化学方法。国际勘查地球化学家协会于1997年开始组织实施了“深穿透地球化学对比计划”。这里给出了四种深穿透地球化学方法,包括金属活动态提取方法、酶提取方法、活动金属离子法和电地球化学方法,在中国和美国的两个隐伏矿进行了对比试验,结果表明,深穿透地球化学方法可以在隐伏矿上方有效地发现异常。在干旱荒漠区,由于氧化作用和蒸发作用强烈,地表形成氧化地球化学障和大量盐类的蒸发地球化学障,这些地球化学障可以将深部迁移至地表的含矿信息捕获。因此,用深穿透地球化学的铁锰氧化物膜提取和盐类蒸发障良好导电性能的电提取,可以有效地指示矿体。中国的深穿透地球化学方法在美国内华达Mike金铜矿的效果要优于加拿大的酶提取(EnzymeLeach)和澳大利亚的活动金属离子法(MMI)。     

2004年度地球科学部评审工作的原则与机制

国家自然科学基金委员会2004年共受理面上项目39289项(2003年为31648项、2002年为27581项)，较前2年分别增长24．14％和42．45％。其中地球科学部受理3246项(2003年为2607项、2002年为2324项)，占全委的8．26％(2003年为8．24％、2002年为8．43％)，分别增长24．51％和39．67％，在全委各学部排序位居第4位；     

地球的早期热状态

行星生长理论表明天体在达到地球质量的十分之一时便发生部分熔融(Stevenson,1981),由巨型撞击角度出发形成的月球起源假说,也设定地球发生碰撞时会发生熔融或挥发(Kipp and Melosh,1987)。最近的高压相平衡实验(Tokahashi,1986;Ttoand Takahashi,1987)表明在一定的地幔成分条件下,液体与固体可以发生汇合,此可以用地球在生长过程中或稍后的熔融来加以解释。然而,微量元素分配的实验研究是明(Katz,et al,1987)模型球粒陨石值至少有一小部分镁铁榴石和钙钛矿的分镏,这些球粒陨石值被认为是上地幔中的残留亲石元素。与CI相比,超球粒陨石Mg/Si=1.12的比值(Palme and Nickel,1985)有可能反映在高压条件下,橄榄石是漂浮在深部的岩浆海中,同时,橄榄石与上地幔发生混合作用(Agee and Walker,1987),其     

赛乌素金矿床的某些地球化学特征及地球化学找矿标志

论述了赛乌素石英脉型金矿床的某些地球化学特征、含金与不含金石英脉的区别及含金石英脉赋矿部位的地球化学特征。重点是论述含金石英脉的地球化学垂直变化规律和异常分带特点。总结出石英脉的含矿(金)预测标志。