我国深空探测研究深入火星和月球内部

<正>地球、火星、月球等具有显著的圈层结构,这是其形成与演化的结果;圈层结构因而记录了它们的形成和演化中诸多地质过程和环境变迁,如岩浆洋冷却、壳幔分异和核幔分异,以及气候和宜居性环境演变等.地球的圈层结构可分为外部圈层(水圈、生物圈、大气圈)和内部圈层(地壳、地幔、地核),地球各圈层间存在大规模的物质循环和能量交换.地壳物质可以通过俯冲过程到达地幔甚至是核幔边界,而核幔边界的热物质则能以地幔柱形式上涌至地表.本文着重探讨火星与月球的浅表层和深部结构探测及其未来可能的考量.     

陨星送水

说到陨星撞击,其实在我们地球的近邻--月球上有更多的证据.如果说地球早期遭遇撞击的痕迹已经因地壳运动和风化侵蚀作用而消失殆尽,那么在月球上,撞击的证据还依然保存完好.研究这些撞击证据,科学家得以了解月球的很多秘密.     

月球:我们还不知道的秘密

虽然月球是宇宙飞船第一个探索的行星际天体,也是航天员惟一造访过的天体,但科学家对其历史、组成和内部构造仍然有许多未解的疑问。近年来,研究人员呼吁对月球重新展开探索。欧洲太空总署和日本正计划送探测器上月球轨道,而美国航天总署(NASA)正考虑派遣无人宇宙飞船在月球的远地面登陆。通过研究月球。这些任务也将揭露内太阳系所有固态行星的历史,包括水星、金星、火星,以及最重要的地球。因为月球表面在过去的30亿年间几乎未有任何改变,它将是我们了解内行星形成和演化之钥匙。     

吉林陨石全岩及其球粒中稀土元素分布的初步研究

稀土元素,由其物理与化学性质所决定,使得它们在某些地球化学和宇宙化学过程中,或作为一个整体运移,或其相对丰度模式灵敏而有规律地变化.因此测定陨石、月球和地球物质中稀土元素的绝对丰度和相对丰度,往往可以为了解太阳系原始物质的化学组成提供宝贵资料,或为人们提供有关陨石母体、月球和地球形成和演化历史中所发生的地球化学和宇宙化学     

太平洋大陆到哪儿去了?

早在1879年,英国天文学家乔治·达尔文(George H. Darwin)曾提出一个很吸引人的设想:在地球历史早期,太平洋是月球从地球体中飞出后所留下的遗迹。于是,有些人企图从太平洋和月球体积的大小对比,月球的质量、密度以及太平洋洋底缺失了大陆所具有的硅铝质花岗岩层等等方面去寻找答案。可是,随着人们对月球和太平洋地区的研究不断深     

硬水铝石的超高压差热测量

水在地球演化历史中起着重要作用,地球深部的水主要赋存于矿物和岩浆熔体中.进行超高压下含水矿物的差热测量,研究它们在地球深部的稳定性和脱水去羟机理,将为探讨岩石圈的热演化及水在成岩成矿中的作用提供直接的实验数据,对于研究地球深部物质状态也很     

观月指南

布满撞击坑的月球表面,仿佛是在向我们述说暴烈的月球历史。从地球上看去,月面上的明亮区域是古老的月壳,它们组成了月面上的高地。而较暗的区域年代相对较晚,它们是由流星撞击月球后产生的熔岩形成的,被称为“海”。     

嫦娥四号月背软着陆的重大意义

正在人类的历史上,全球各国已进行过100多次探月活动,人类和无人探测器已经成功着陆过月球数十次。月球有丰富的能源,利用月球巨大的太阳能发电和核聚变发电,能为人类社会的持续发展提供重要支撑,因此世界各国都在积极推进探月工程。然而,从地球上看月球,看到的永远是朝向地球的半个月球,这是因为月球自转的周期与它绕地球公转     

疮疤揭示月球苦难童年

<正>最新天文学研究证实,月球表面密布的陨击坑讲述了月球从童年一直持续到青春期的暴烈撞击事件,这段历史为地球共享却最终被从地球上抹去。这项发现有助于我们理解生命     

月光下的生命律动

<正>月光触发动物交配,月光设定大自然的节律,月光甚至引发种种不可思议的变化……农历月半时分,月球就像一轮皎洁的银盘,高悬于我们头顶的天空上,神秘而渺远。在科学家眼里,月球是离我们最近的外星世界,受地球引力的吸引与地球相伴相随。从地球上开始有生命以来,月球用它银色的光辉,影响和形成了地球生命的生物钟节律,写入了地球生命的"DNA"中。     

月之秘密

偌大的宇宙,每一个星体都蕴藏着无穷无尽的秘密.月球在人们固有的认知中,一直是一个神秘的存在.站在地球上仰望,月球时而昏暗,时而明亮;时而如月牙弯弯,时而如圆盘般丰满.在人们没有探究能力的古代,月球是可望而不可即的存在.然而,随着科技的发展,月球与人类的关系越来越密切.人们之所以要进行探月活动,就是因为我们想了解月球起源的问题,其起源和地球的起源息息相关,只有破解这道谜题才会有更多的发现.     

是时候该重新思考月球形成理论了

<正>最近的研究强调了目前我们对于月球形成的解释:月球是由一颗很大的太阳系天体同早期地球发生"大碰撞"后所形成的。2013年9月,在伦敦召开了一系列具有里程碑性质的会议,这些会议主要议题是探讨月球的起源理论。同样议题的会议曾在1984年的夏威夷、1998年的加利福尼亚召开过。为此,《自然》杂志刊文对月球的起源进行了探讨,同时还呈现过往与月球年龄、组成等相关的内容精选。     

征服月球——廿一世纪的构想

在月球表面建立能持久活动并适合居住设施的科学理论早已不再被人们怀疑了。月亮上存在着独一无二的自然条件,它们是揭开地球早期历史之谜的关键。从月球研究宇宙空间,能够获得一种全新的、富有成果的基础知识,利用月球表面的高真空和低压强可进行独特的物理学、化学、生物学和其他的科学实验。在地球上的科研活动中,有许多问题通过对宇航器取     

岩浆与岩浆岩：地球深部“探针”与演化记录

岩浆是在地下形成的含挥发分的高温粘稠的硅酸盐或碳酸盐熔融体,由岩浆凝固而成的岩石称为岩浆岩或火成岩。用科学的方法来观察和解释它们,它们就不是一堆死气沉沉、枯燥无味的石头,而是一部引人入胜的“无字天书”。地球系统是一个整体,它是由从地心到地表的多个层圈构成的。岩浆是地球各层圈之间相互作用的产物,是地球各层圈之间物质和能量交换的重要使者。研究岩浆作用与岩浆岩有三个方面的意义：①岩浆岩及其所携带的深源岩石包体可以被称作探测地球深部的“探针”（lithoprobe）和“窗口”(window)。②岩浆岩也是板块运动与大地构造事件的记录,通过岩浆岩的研究,可以恢复古板块构造格局,追溯大地构造演化历史。③归根到底,是服务于人类社会对于合理利用资源,改善环境,减轻自然灾害的需求。     

地球深部异常或为45亿年前月球形成大碰撞的遗迹

<正>月球是地球唯一的天然卫星,也是人类走向深空的第一站.月球的起源一直是地球和行星科学的重大科学问题.目前广为接受的月球起源理论为40多年前提出的“大碰撞”假说.该理论认为在太阳系形成早期,曾有一颗火星大小的行星胚胎(被称为“忒伊亚”)高速(约10 km/s)撞击了原始地球,溅射出了大量碎片,而月球便从碎片盘中聚合生长而成^[1,2].     

新月亮观

1969~1974年间阿波罗探月计划的成果是建立了月球岩石成因的一个模型. 该模型忽视了气体和碱金属在月球玄武岩浆喷涌时有选择挥发的可能性, 而且也忽略了喷发玄武岩的平均组成是低压条件下斜长石饱和的低共熔熔体的组成这样一个事实. 该事实清楚地表明, 喷发玄武岩不是原生的岩浆. 这些玄武岩可能经历了月壳内, 或者在现已固化成月海的大熔岩湖中, 辉长岩分异的演化. 岩浆洋和斜长石漂浮形成月壳的现有模型只是基于玄武岩是原生岩浆的不正确假定. 斜长石漂浮假说要求高地月壳存在明显的Eu正异常, 这曾被声称为一个发现. 但是, 不管是用原有的还是现在更多的数据, 均不能给出这种正异常. 本文提出一些至关重要的观测以及将推动该争议的有关实验, 并描述了新的模型.     

用于高精度超远程激光测距的高光束质量大能量皮秒激光器

<正>激光超远程测距是从地面台站发射窄脉宽高能量激光束对30万千米以上的探测目标(月球和探月飞行器)进行高精度测距的一种直接测距方法.激光超远程测距不仅能为各类探月飞行器进行精确定轨和变轨提供重要指导数据,还可以为天文地球动力学、地月科学、月球物理学和引力理论等研究所需的高精度月球距离提供数据基础.目前,国际上已实现厘米量级月球激光测距精度.2018年1月,中     

华北克拉通破坏对地表地质与陆地生物的影响

晚中生代古太平洋板块俯冲导致东亚古大地幔楔形成和华北克拉通破坏,该动力过程引发华北克拉通发生强烈伸展和岩浆活动,广泛形成裂谷盆地和变质核杂岩,并造成燕辽和热河生物群的繁盛与消亡.古太平洋板块俯冲角度的变化导致东亚大陆经历了三次短暂挤压事件和两次强烈伸展构造.多学科综合研究进一步揭示,晚中生代燕辽和热河生物群的演化与华北克拉通的破坏强度、岩浆活动强弱以及盆地发展存在明显的时空相关性.上述现象表明地球深部动力过程不仅控制了克拉通破坏和地壳构造演化,而且也极大地影响了地表环境的变迁和陆地生态系统的演变.因此,地球生命是与环境协同演化,并且共同受地球深部过程的控制.     

新元古代岩浆活动与全球变化

新元古代时期是超大陆裂解、低纬度冰川发育和多细胞生物繁衍的重要阶段, 涉及全球性的古板块运动、气候变迁、生命演化等一系列跨学科重大科学问题, 已经成为近年来国际地球科学研究的热点和前沿. 其中关于成冰系顶底界时限和冰川活动年龄、超大陆裂解的起始时间和持续时间、中国不同陆块的演化历史及其在超大陆构型中的位置、裂谷岩浆活动性质和热液蚀变强度、水-岩反应与低18O岩浆成因的古气候意义、超大陆演化与气候突变之间的关系等, 是当前中国地球科学界十分活跃并得到迅速发展的研究领域. 目前国内在这些领域已经取得了一些突出进展, 同时也提出了许多重要问题亟待解决: (1) 成冰系底界时限是800~820 Ma还是760~780 Ma? (2) 华南在超大陆构型中位于澳大利亚的东南还是印度的北边? (3) 古元古代至太古宙年龄是否能够作为区分华南与华北地壳的有效标志? 从现有资料来看, 新元古代超级地幔上涌事件在华南表现为显性岩浆活动, 而在华北则表现为隐性岩浆活动. 新元古代中期与超大陆裂解有关的地幔超柱作用及其衍生的大规模裂谷岩浆活动, 可能在启动全球性冰川、引起局部地区间冰川和终止雪球地球事件三个方面, 对雪球地球事件的形成和演化都发挥了非常重要的作用.     

问与答

？问:《大自然探索》一些关于古生物文章里常会提到地质年代,什么是地质年代？地球的年龄至少已有46亿年,在漫长的地球演化历史中,地壳经历了种种“地质事件”,如地壳运动、火山爆发、岩浆活动、海陆变迁等等,这些“地质事件”均在地壳中保留下来。科学家通过对地质年代的划分来研究地球演化、了解各处地层所经历的时间和变化。因此地质年代就是各种地质事件发生的时代。