地幔地核间发现新层面

网讯：来自英国利物浦大学地球科学系的科学家近日发表了最新的地球内部结构研究成果——在接近地幔与地核的地方有一处未曾发现的新地层。     

地核物态及其量子地球动力探讨

根据量子力学原理对地核物质状态进行分析,简要计算了现代地球内核超固态物质原子中被公有化电子的平均值、地核物质的公有化自由电子浓度、现代地球内核中自由电子平均运动速度、早期产生地核物质量子效应的自引力压强临界值和起动地球整体膨胀的自引力压强、地核发生超固态量子力学效应所需要的能量等参数.内地核物质很可能是在超高压环境下形成的一种特殊物质状态──超固态.地核超固态产生的量子排斥压强超过地球自引力收缩压强的临界值时,导致地球发生整体的膨胀,由此引出量子地球构造动力的概念.     

银河旋臂,地核环流与地球大冰期

地球在其约４６亿年的生命史中，多次出现大冰期，关于其形成原因是地球科学研究的热门课题。促使地球系统演化的的主要来自哪一圈层？气体具有最大的激活能，但大气圈中地球总质量的１０＾－６，它不可能是主要圈层，固态的激活能最低，下地幔和地内核亦不大可能在地球系统演化中扮演主要角色。地球外核液态，具有较高的激活能，它约占现代地球系统总质量的３０％，故可认为它是地球系统演化的主要活动圈层。作为旋转地球上的流体，     

关于地核和核慢边界区物质的成分及运动特征的研究进展

近年来关于地核和核幔边界区的研究有了较大进展，特别是高压矿物物理学和高压岩石学提供了大量有关的实验依据。本文对核幔边界区Ｄ＂层物质的运动状态、外核中轻元素成分的实验研究结果、内核地震波各向异性的物质解释及有关地磁场成因的新认识等方面的研究成果进行简要介绍和评述。      

地核物质成分研究进展

系统介绍了地核的形成时间、地核的物理特性、化学成分和物质存在相态.利用W-Hf同位素系测年方法厘定地核与地幔分异的年龄是在地球形成的最初30 Ma.但是,内核的结晶年龄还是未知的.地核声波速度的各向异性可能是六面体紧密堆积(hcp)相铁的C轴方向沿地球轴线优选定向排列引起的.利用地球物理资料估算的地核密度与响应温压条件...     

你了解地球内部的情况吗

地球的外貌我们可以看得见,有陆地、有海洋、有高山、有平原……然而,地球的内部是什么样子的呢？是热的,还是冷的？是固体,还是液体？是空的,还是实的？     

球粒陨石富金属Fe—Ni相的高压熔融实验与地核形成机制的探讨

选用吉林陨石富金属相,在3GPa压力、405℃～1850℃温度下,采用两种组装方式进行实验。并与先前肇东陨石全岩样的高压熔融实验进行比较。三个系列实验结果的综合对比表明,高温高压下球粒陨石中金属和硫化物经历了固相扩散、熔融和熔体聚集的过程。固相扩散使金属与硫化物彼此结合,形成了若干个小的FeNi-FeNiS二元系,使其在比Fe-Ni熔点低的温度下熔融形成Fe-Ni-S熔体。该熔体与硅酸盐熔体不相混溶,因而发生自身的合并与聚集。其合并和聚集速率与硅酸盐粘度有关。实验过程中陨石里的磷酸盐矿物可以被还原,使单质P进入金属硫化物相。这些实验结果为讨论地核的形成机理提供了依据。     

外地核中U、Th的分布、核裂变及其对地球动力学的影响

笔者认为地球的外地核中存在大量的生热元素U和Th,它们正是驱动地球内部物质运动、包括板块运动的主要动力。按照地震波资料,地球内部最热的地区在太平洋中部,地磁资料表明地磁中心及相应的热对流中心也向太平洋板块偏离400km,因此U、Th更多地富集在太平洋之下的外地核中。前寒武纪天然核反应堆的发现及行星质量与光度的研究显示,外地核中的U、Th存在周期性核裂变,太平洋热点火山岩及其包体中富集与U、Th核裂变或衰变有密切成因联系的惰性气体也说明了这一点。外地核中的U、Th存在周期性的核裂变可能是地质历史中超静磁带形成的主要原因,也可能是地球上火山活动等地质作用存在节律性及地球膨胀的原因。     

银河旋臂、地核环流与地球大冰期

地球在其约４６亿年的生命史中，多次出现大冰期，关于其形成原因是地球科学家研究的热门课题。促使地球系统演化的力源主要来自哪一圈层？气体具有最大的激活能，但大气圈仅占地球总质量的１０－６，它不可能是主要圈层。固态的激活能最低，下地幔和地内核亦不大可能在地球系统演化中扮演主要角色。地球外核是液态，具有较高的激活能，它约占现代地球系统总质量的３０％，故可认为它是地球系统演化的主要活动圈层。作为旋转地球上的流体，外核环流存在着两种极端流型：一是“地转流型”，其速度场是二维场，垂直运动很弱（以下简称为Ｇ型）；二是“强对流型”，当Ｅｌｓｓａｓｅｒ数≥１时，流场的二维几乎完全被Ｌｏｒｅｎｚ力所破坏，对流充满整个地核（以下简称Ｃ型）。文章在事实分析的基础上提出了地球大冰期形成的如下假说：当地球背景磁场与银河旋臂磁场极性符号相同时，外磁场将激发地球外核环流转为Ｃ型，引起地壳和地幔强烈的垂直运动（强造山运动），致使大气热机效率亦大为提高，高纬地区强降温，这是大冰期形成的根本原因。这一假说的逆表述，即当地球背景磁场与银河旋臂磁场极性相反时，地核环流将转向Ｇ型，地壳表面将主要是“夷平作用”，致使大气热机效率亦降低，行星风系减弱，高纬?     

应用于地球深部物质科学研究的静态超高压实验技术

三十多年来静态超高压实验技术已发展成为实验压力、温度范围分别为1～550GPa,-256°～3500℃,主要应用于下地壳、地幔及地核物质的物理和化学性质研究,并已取得大量研究成果的一项实验技术。本文简要介绍了该项实验技术与地学领域其它高温高压实验技术的区别,以及静态超高压实验装置的两大系列——金钢石压腔装置和大腔体高压装置的特点和应用情况。并对这两大系列实验技术的发展前景和我国应有的对策进行了评述。     

地球深部物质科学在地球深部研究中的作用和意义

为解决地球深部探测过程中地球物理和地球化学两大系列研究成果无法联系和统一的难题，地球深部物质科学应运而生。该学科既要研究组成地球深部的一切物质实体的物理和化学的属性，又要从物质的角度去研究地球深部的结构和动力学过程。随着该学科的发展，将会为地球深部的观测结果和计算模拟结果赋予物质内容，从而促进对地球深部的物质组成、结构分层以及动力学形成统一认识，建立适合于各学科的地球深部模型。     

北祁连老虎山地区玄武岩的地球化学特征和形成环境

在北祁连山东段老虎山地区分布着一套奥陶记蛇绿岩，主要包括变质橄榄岩、辉长岩，以及玄武岩和沉积岩互层。沉积岩主要是浊积岩，包括砂岩、粉砂岩，硅岩等。主要元素地球化学特征表明，偏碱性拉斑玄武岩与洋底玄武岩相似。除了个别玄武岩接近N－MORB特征，大多数样品为E－MORB。多数具Nb负异常。地球化学特征表明，老虎山玄武岩形成于弧后盆地。其εNd(t)值在＋3．0－＋8．9之间，（^87Sr/^86Sr)i值为0．7030－0．7060，表明亏损地幔源区中可能有富集地幔成分加入。砂岩岩石学特征和硅岩地球化学特征都表明沉积岩形成于靠近陆缘环境。     

地球内部结构水含量的估算

深部地球中的结构水以其独特的物理和化学性质影响着一系列地球化学和地球动力学过程。本文根据近年来地球内部含水性研究的进展,对地幔的储水能力进行估算,得出上地幔平均含水0.03%,其储水能力约为海洋水的0.12倍。水在地幔过渡带矿物中的溶解度较高(约1.53%),使得地幔过渡带储水能力约为海洋水的4～5倍,下地幔矿物的含水性研究目前还存在很大的争议,高温高压水溶性实验、理论计算以及地球物理方法等均不能对其进行很好的限制。现阶段已有的研究数据表明,下地幔矿物的含水量相对较低(约0.13%),但由于下地幔庞大的体积和质量,使得其储水能力是海洋水的2～3倍,整个地幔平均含水约0.26%,其储水能力约为海洋水的6～8倍。为了估算整个地球内部各圈层的储水能力,本文基于Murakami关于地球起源于碳质球粒陨石,其含水量约2%的结论,估算得出地核的储水能力约为海洋水的76.8倍,进而推断地核中可能含有0.6%左右的氢元素。     

从地球重力数据推导看地球内部构造

在此之前,人们对地球内部构造的观点是：“地球的内部具有层圈构造,从地表向地心,密度和压力都不断增大,而且在地心最大”,笔者根据万有定律和大量推算,认为这种构造不合理,而且自相矛盾,于此提出了一种新的层圈构造模式“地球从地表到地心,其间有一个高密度和高压力层,近地心的密度和压力与地表很相近,可能比地表还小”。     

广东乌石岩体的地质地球化学特征及形成时代

发育于广东佛冈岩体中部的乌石岩体岩性为石英闪长岩,其岩石化学和微量元素地球化学特征表现为华南同熔型花岗岩类的特征.乌石岩体的Sm-Nd等时线和Rb-Sr等时线年龄分别为(206±26)×106a和(198±13)×106a,成岩时代为晚三叠世;(87Sr/86Sr)i为0.7118,T2DM为1.88 Ga,εNd(t)为-10.5,反映其成岩物质来源于古华夏地块,是地壳成熟度较低的古老地壳部分熔融的产物.     

技术支撑与地球系统科学

技术支撑与地球系统科学毕思文（中国地质科学院地质力学研究所,北京,１０００８１）仅在１０年前科学家才普遍认识到,必须把地球作为一个由相互作用着的各个组元或子系统———主要是地核、地幔、土壤岩石圈、大气圈、水圈、生物圈（包括人类社会）组成的统一系统,即...