天体化学：地球起源与演化的几个关键问题

以近几年天体化学研究取得的一些重要成果，论述了对于认识地球的起源和演化进程的重要意义。地球主要由一套具有独立化学成分组成的硅酸盐质星子群随机碰撞吸积而成。地球的星子堆积形成方式和初始化学成分的不均一性制约着地球后期的非均一，非均变演化过程。以１８００Ｍａ为转折点，地球的演化具明显的两阶段演化特征：早期以初生壳体－星子源地体的形成和发展为特点，后期以岩石圈板块运动为特点。     

月壤的物理和机械性质

月壤是在O2、水、风和生命活动都不存在的情况下，由陨石和微陨石撞击、宇宙射线和太阳风轰击、月表温差导致岩石热胀冷缩破碎等因素的共同作用下形成的。月壤独特的形成过程，加上独特的月表环境，使月壤在粒度分布、颗粒形态、颗粒比重、孔隙比和孔隙率、电性和电磁性质、压缩性、抗剪性、承载力等方面均与地球土壤存在较大差异，这些参数的平均值和最佳估计值，可以作为月表机械设计和操作、宇航员装备设计、月球着陆场选址的主要依据，对月球资源开发和利用以及月球基地建设具有极其重要的意义。     

缅怀侯老——纪念我国卓越的地质学家、矿床学家、地球化学家侯德封逝世两周年

1980年2月24日,我国地学界的前辈,著名的地质学家、矿床学家、地球化学家侯德封同志不幸病逝。侯德封同志给我们留下了珍贵的精神财富和丰富的学术遗产。我们要学习、探索、继承和发展侯老的学术成就和学术思想,完成他的未竟事业。侯德封同志生於1900年4月,河北高阳县河西村人。1917年入北京大学,1923年於地质系毕业。解放前任太原晋绥矿产测探局、北京地质调查所技师,四川地质调查所技正、所长兼重庆大学地质系教授,南京中央地质调查所技正、陈列馆主任。解放后历任     

巨大撞击的地质灾变效应

地球演化过程中,不断受到地外物体的撞击。迄今为止,地球上已发现近百个大小不一、年龄各异的撞击坑。据地球及类地行星撞击坑记录和 Appollo 小行星、彗星轨道计算,在显生宙中,大约每0.14Ma 便有一个直径大于10km 的撞击坑在地球表面形成;直径超过100km 的撞击坑约100Ma 产生一次;一些足以产生全球强烈灾变效应的巨大撞击事件的频率     

我国南极陨石研究的新进展

近年来,因在南极发现了大量的陨石样品,我国天体化学和陨石学研究得到了快速发展,并取得了一系列可喜的成果,如:①在南极已收集了近万块南极陨石样品,使我国已成为南极陨石拥有大国;②大量的陨石发现和研究成果表明格罗夫山地区为我国发现的新的陨石富集区,填补了我国在南极陨石领域的空白;③发现了许多我国奇缺的陨石类型,如火星陨石、CR型碳质球粒陨石等;④开展了较深入的CAI研究等.这些都将为我国天体化学和比较行星学的发展展示广阔的前景.提出了一些南极陨石研究工作中存在的问题和今后的工作方向.     

Noble Gases in the Lunar Regolith

The most fundamental character of lunar soil is its high concentrations of solar-wind-implanted elements, and the concentrations and behavior of the noble gases He, Ne, Ar, and Xe, which provide unique and extensive information about a broad range of fundamental problems. In this paper, the authors studied the forming mechanism of lunar regolith, and proposed that most of the noble gases in lunar regolith come from the solar wind. Meteoroid bombardment controls the maturity of lunar soil, with the degree of maturation decreasing with grain size; the concentrations of the noble gases would be of slight variation with the depth of lunar soil but tend to decrease with grain size. In addition, the concentrations of noble gases in lunar soil also show a close relationship with its mineral and chemical compositions. The utilization prospects of the noble gas ^3He in lunar regolith will be further discussed.     

比较行星地质学的主要科学问题

根据太阳系探测的成果,对比分析类地行星大气层与水体的形成与演化过程、类地行星地形地貌与地质构造的共性与特性、类地行星的岩石类型比较、类地行星的热历史与内部结构的比较,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.     

地球物质演变的能源问题

地球发展历史是地球物质运动的过程。核转变更新着地球的化学元素与同位素组成;它影响着地球发展过程中各特殊矛盾的发展与转化。地球的能源有外来能与内生能,这两种近于相互独立而又统一的能源体系组成了地球的演化能源。我们研究和计算了各种外来能与内生能的产生方式、能量大小及对地球演化的影响,而地球演化的主要内能源是核转变能。天然核转变有两种,一种是在地球发展过程中自发产生的(核衰变、自发裂变等),一种是受外因条件所激发而产生的(诱发裂变,核反应等)。     

太阳系生命信息探测

寻找地外生命是人类开展太阳系探测的根本出发点。火星是太阳系中最可能存在生命的天体之一。尽管海盗号开展的生物科学实验没有获得存在生命的确凿证据,但是近二十年的探测利用高分辨成像、光谱、质谱、雷达、中子分析等多方面的探测手段,获得了河流侵蚀地貌、古湖泊河流沉积物、水成矿物、极地冰盖、大气中水蒸气组分等一系列反映火星上有水的证据。这些发现暗示了火星过去或现在存在适宜生命繁衍的环境特征。大气甲烷、火星样品中有机物是下一步火星生命探测的重点。木星和土星的天然卫星,包括木卫二、土卫二和土卫六等在地外生命的研究中引起极大关注。木卫二上的盐水海洋环境被认为可能孕育生命,海洋中可能存在类似地球上的水热地质作用。土卫二南极存在细粒冰晶的喷射,且喷射物含有对于生命非常关键的液态水、氨气和其他碳氢化合物等。碳质球粒陨石存在大量可溶性有机物,其中包括多种构成蛋白质的氨基酸。星尘号和深度撞击任务的探测结果证实彗星所代表原始物质中含有大量的有机化合物,部分类型的氨基酸在碳质陨石和星际尘埃IDP颗粒相同,进一步支持了彗星与地球生命的起源之间存在联系。文中分析了太阳系生命探测中亟须解决的关键问题,包括系统建立地外生物标志化合物、发展适合太阳系探测的有机物分析技术、开展地球极端生命研究。最后呼吁我国在未来火星等天体探测任务中能增加有机物探测的相关载荷,及时介入太阳系生命探测,开拓深空领域。