地球大气太空来

科学家最近发现，取自地球内部深处的氪元素和氙元素的原始样本，跟古陨石的化学构成完全一致。此前公认的观点是，地球大气是由地球火山不断喷发而逐渐累积形成的。但从最新证据来看，地球大气实际上很可能是源于一连串的彗星。换句话说，今天我们呼吸的大部分气体都起源于太阳星云——后来形成太阳及太阳系行星的尘埃和气体云团。     

生命的奥秘(上)

说来真让人奇怪,我们对远在100亿光年之外的地方,通过太空望远镜倒能看清楚,而对脚下10000公里处的地核,反而了解模糊。进一步缩小范围,对我们自身———生命的了解,更是疑难重重,困惑甚多。科学界对生命提出了十大疑题。一是生命如何开始?1953年,一系列著名的实验表明,生命的某些化学要素,诸如氨基酸等,可能在大气中自发形成,而且在原始的地球上盛行着这一过程。因此,人们认为早期的海洋也许是涌现生命的原始“浓汤”。可是50年来,对这个问题的探索仍然不能深入。例如,一种具有简单分子的原始“浓汤”,如何可能涌现出DNA和蛋白质系统。这…     

生命起源应该如何认识与研究

1993年，笔者曾在《世界科学》（1993．[2]）上发表了“地球原始有机圈与生命起源同源说”一文，其中重点有三：一是将地球上生命的起源与原始有机圈的起源联系起来作为一个主题进行研讨，即‘以“地球原始有机物（圈）及生命的起源”这一命题来代替传统提法“地球生命的起源”’；二是提出“地球作为一个行星的诞生不仅仅是原始（太阳系）尘云物质的凝聚、集结，而且是自前地球尘云时期起，到地球形成，直至生命出现，形成生物圈，其中有机物与无机物都是同源共生、同步演化和相关发展的”，即“地球由原始弥漫态星云到凝聚态星球体的形成…     

植物的起源和进化:塑造自然的动力

正繁荣而多样的生物圈让地球成为茫茫宇宙中的一颗明珠。但在形成伊始,条件恶劣的地球上最早的原始生命只是一些构造简单的厌氧化能异养生物。随着营养方式发生改变,一部分原始生命进化为通过光合作用进行自养生活的原始藻类。这些原始藻类的出现从根本上推动了整个地球和生物界的发展和进化。原始藻类光合作用所释放的氧气使大气氧浓度增加,逐渐形成能够阻挡紫外线直接辐射的臭氧层,从而深刻改变了整个地球的生态环境。海洋中的原始     

科技传真

海尔-波普彗星可能包含 较多原始物质 美国加利福尼亚理工学院布莱克教授及其同事在对射电望远镜拍摄的高分辨率观测图像进行分析后发现,海尔-波普彗星彗核中喷射出有弧状的挥发性混合物。这些混合物主要由氢同位素氘、氰化氢以及包含氘的重水组成,与星际星云和一些具体的成分非常近似。科学家们认为,这表明海尔-波普彗星中很可能保留了太阳系形成初期的一些原始物质。据推测,这些物质在海尔-波普彗星总质量中可能占到15％～40%。     

地球内部的3He是原始起源吗？

³He的来源至今被地球学家解释为在46亿年前地球形成时贮存在地球内部的,即原始起源。但是这原始起源学说在解释有的地学问题已受到了挑战,例如：①有的金刚石中的反常高的³He/⁴He 比值;②大洋中脊玄武岩（MORB）和洋中脊的热液气孔喷出的热流的³He/⁴He比值具有近似恒定的峰状分布。作者最近对火山湖水中氚的垂直分布进行了新的研究,发现火山口形成的土耳其Nemrut湖和德国Laacher湖底部同时注入有来自地幔的氚（³H）和³He。这二者都是核聚变（d-d反应）的产物。氚的半衰期为12.4年,地球形成时的氚早已不存在。地球深处由已知常规核反应生产的氚含量小于0.01TU (1TU相当³H/H=10^-18),处于探测限以下。地球深处释放的氚表明其可能来源于核聚变。作者认为产生³H和³He的核聚变可能发生在地幔和地核的交界处的高温高压下富集氢的介质。由此推论：地球深处的³He并非一定是“原始起源”。     

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     

地球生命起源有新解

达尔文是对的——一项新研究显示,正如查尔斯·达尔文140多年前所说,地球生命确实起源于陆地上一个“温暖的小池塘”,而并不是起源于海洋. 最初的原始细胞可能是在充满冷凝蒸汽的池塘里开始发育的,地下热水或从地下蒸发出来的水泡形成了这些池塘.这项研究成果刊登在《美国国家科学院院刊》上,同生命起源于大海的普遍观点形成了鲜明的对比.     

视野NEWS

月球形成之谜没那么简单科学家最近对月球岩石中化学成分进行的分析表明,月球内部的水量有很大的地区性差异,月球水的氢同位素组分的地区性差异也比地球的大得多。月球水并非液态水,而是被俘获在火山气体中或化学结合在月球岩石内部颗粒中的水。科学家目前普遍认为,月球是一颗火星大小的星子撞击原始地球的结果。碰撞后,环绕地球的炽热物质盘（部分为硅酸盐气体,部分为熔岩）中的作用机制形成了微量的月球水。月球水的来源对于确定地球水的来源意义重大。有两种可能性：月球水来源于地球;或者,月球水是由小行星或彗星带去的;再或者,这两个都是月球水的来源,也都可能是地球水的来源。     

流星研究与天外世界

宇宙化学是H.C.尤里(Urey)于五十年代中期创立的,它的任务是研究太阳系的形成与演变中重要的物理和化学过程。流星研究虽非宇宙化学的唯一组成部分,但却是它的主要部分。流星含有可供研究的最古老的太阳系物质,它们来自范围广泛的母体——外部和内部的,相当原始的和久经演变的,因而具有重要意义。流星上留有一些太阳和银河系效应的痕迹,它们还能提供一些有关地球、其它大行星、卫星、小行星     

人工法生产酶

西里尔·波纳马用了30多年的时间,最近终于将甲烷、氮气、水、某些微量的无机物等混合成一种特殊的原始生物汤,从每次取样的检测中都表明,形成了一些生命化学的基本物质,即构成蛋白质的氨基酸。在探索地球上生命产生的过程中,他和其他研究者均证实了在这些原始生物汤中,几乎所有的20种     

前沿

正恒星耀斑有助发现生命美国西北大学的一项研究表明,尽管行星主星发出的恒星耀斑猛烈且不可预测,但并不一定会阻止生命的形成,而且可能有助于发现生命。通过将三维大气化学和气候模型与从遥远恒星观测到的耀斑数据相结合,研究团队发现,恒星耀斑可能在行星大气和可居住性的长期演化中扮演重要角色。恒星耀斑是由恒星发出的,是磁成像的突然闪光。在地球上,     

地球内部物质的运动与动力

地球物理学研究的主体内涵是地球内部物理学,而地球内部物理学研究的核心则是地球内部结构、物质的运动和力源及其响应.在研究和探索地球内部物质与能量交换的深层过程与力源机制的基础上提出:(1)地球内部各圈层结构和物质组成是研究物质运动、介质属性、结构和深层过程的基础;(2)大陆漂移、海底扩张和板块运动是地球内部岩石圈物质飘曳在软流圈上运动极为重要的地球科学事件,大陆溢流玄武岩的喷发和地幔热柱的上升体现了水平力系与垂直力系并存和其耦合响应;(3)强烈地震的发生、火山喷发、青藏高原的整体抬升、第二深度空间金属矿产资源、油气能源形成与聚集是地球内部物质与能量交换的产物;(4)地球内部物质运动的驱动力源是其物质力学属性研究与探索的核心问题之一,但有关一系列的假说却难以解释发生在地球上的诸多事件,唯地幔对流说取得了较多的共识,由于尚缺乏可靠的精确实测论据,故乃为一假说;(5)地球内部放射性元素蜕变和核-幔热动力边界层及其产生的热能可能是驱动地球内部物质运动最可能的能源.地球内部是否可能还存在像天体运动研究中最近提出的"暗物质"和"暗能量"呢?为此尚必须深化认识地球本体.     

地球生命的起源

宇宙创生于大爆炸,在其后的恒星形成和星系演化过程中各种生命所需的元素不断合成.45.6亿年前,太阳系在银河系的宜居带形成并开始演化,与此同时,地球在太阳系的宜居带上开始朝宜居行星演化.在地球的前生命演化阶段水的海洋已经形成,且拥有丰富的简单有机碳化合物、具催化功能的过渡金属化合物及携带能量的氢气、硫化氢和甲烷等.上述各种物质聚集在近地球表面高能、专门化的、封闭的微小地球化学单元中逐渐演化为初步具有生化功能的单元,最终脱离地球化学反应空间的约束而形成能够独立进行能量代谢和遗传物质合成的生命个体.从能量和地球化学的角度看,将氢气/甲烷合成为有机质的生化过程在早期和现代地球上均不难发生,这也是生命自养起源说的基本假设.地球早期还原大气可经由太阳辐射形成简单有机分子,而陨石和彗星也可将星际有机分子输送到地球,因此地球早期的海洋可能是充满简单有机分子和营养盐的环境,此环境支持生命异养起源假说.从前生命有机化学演化到第一个细胞的形成可能只需要很短的时间.虽然目前已知的地球上最古老的微生物化石是35亿年前形成的叠层石,但在地球的海洋形成之时,即38.5亿年前,生命就可能已经存在于地球上了.     

浙江平水群角斑岩的成因: 锆石U-Pb年龄和Hf同位素制约

报道了平水群角斑质岩石的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素以及全岩地球化学组成, 讨论了其岩石成因和地质意义. 研究结果表明, 来自平水群的角斑岩形成于(904±8) ~ (906±10) Ma. 地球化学组成上, 这些中酸性岩浆岩相对富集轻稀土, 亏损重稀土和高场强元素(Nb, Ta, Ti和P), 类似于岛弧环境下岩浆作用的产物. 这些角斑岩具极高的锆石初始Hf同位素组成[εHf(t) = 8.6~15.4], 能较好地对应其全岩初始Nd同位素组成[εNd(t) = 6.4~7.9], 远超过一般壳源岩石的Nd-Hf同位素体系. 因此, 它们可能是新元古代早期弧-陆碰撞过程中对年轻岛弧地壳即时再造的产物. 结合锆石Hf模式年龄, 认为扬子板块东南缘除了有Grenville期(1.3~1.1 Ga)的地壳生长外, 在新元古代早期(约1000~900 Ma), 局部(平水地区)可能还存在一次非常重要的年轻岛弧地壳生长事件.     

18α(H)-新藿烷及17α(H)-重排藿烷类化合物的地球化学属性与应用

以下辽河西部凹陷原油为例,探讨了１８ａ（Ｈ）－新藿烷及１７ａ（Ｈ）－重排藿烷类化合物的地球化学属性与应用意义．新藿烷及重排藿烷类化合物相对丰度可用作判识原油成熟度的有效指标,但需以源岩沉积－有机相相近为前提,其有效应用范围为成熟～高成熟阶段．新藿烷及重排藿烷参数同时具有成熟度和沉积－有机相双重地球化学属性,故可作为油源对比和原油族群划分的有效参数．沉积介质条件和粘土矿物对重排藿烷类前身物的形成和原始丰度具有重要控制作用．原油中检出一新系列化合物,初步研究认为其可能为另一重排藿烷型系列化合物,其分布特征和地球化学属性与１７ａ（Ｈ）－重排藿烷系列相近．     

晶体暗示“冥府地球”有生命

正最近,在形成于41亿年前(即所谓"冥府地球"时期)的一粒晶体中,科学家发现了携带类似有机物标记的碳。这一时期的地球仍然呈熔融态,表面温度很高。科学家说,这粒晶体暗示地球生命的最早出现时间比之前的估计早了3亿年。地球形成于45亿年前,但生命最早于何时出现在地球上这个问题没有定论。已知且可靠的最古老化石的年代在大约34.3亿年前,岩石中的化学标记则暗示地球生命最早可能出现于38亿年前。科学家最近检测了     

陨星播种地球生命

一项新研究显示，40亿年前轰炸地球的陨星很可能播种了而非灭绝了地球生命。科学家从发现于南极洲的一枚陨石提取样本，用高温高压轰击它，结果创生了迄今所认为的生命起源条件。科学家发现，在原始条件下陨石释放氨，而氨在制造所谓的“生命砖头”方面是一种基本化合物。科学家分析了这些氨中的氮原子，查明其原子同位素与地球上发现的同位素并不匹配，     

捕捉慧星的飞行器

美国航空航天局（NASA）在今年早些时候发射了一枚空间飞行器——斯塔达斯特（Stardust），旨在收集、研究慧星的尘埃。“斯塔达斯特”飞行器的使命能够进一步扩大科学家对太阳系历史甚至地球生命起源的了解。许多研究人员认为，童星可能含有形成太阳和行星的原始物质；一些人还相信，远古时代降在地球上的管星尘埃在生命的起源方面“可能起着决定性作用。”童星是由大冰球和尘埃组成的，它以高达每秒9000）米、比射出的子弹快大约10倍的速度飞行，要想捕获快速飞行的童星尘埃却颇为棘手。那么，“斯塔达斯特”飞行器是如何工作的，科学工…     

广西博白县及百色盆地玻璃陨石裂变径迹年龄研究

玻璃陨石之所以引起各领域科学家的关注,主要是因为它是一种介于地球和天体物质之间冲击过程的综合产物,即地球外物体超速撞击地球表面的结果.人类从未观察到玻璃陨石降落或形成过程,玻璃陨石的研究将提供地球历史上天体物质冲击地面的撞击事件,从而推演其母岩和源坑.