关于地幔柱大辩论

地质过程最终是地球热演化的结果.板块构造理论之所以能解释板块边缘所有地质现象,正是因为地幔冷却的缘故.例如,大洋板块在洋中脊形成,这些板块的运动和生长以及最终通过俯冲消减进入地幔是使地幔冷却降温的有效机理,从而导致大规模的地幔对流.地幔柱能解释如板内岩浆活动等另     

寻找大陆俯冲板片的遗迹

６０年代末期总结大洋地质地球物理观测结果而出现的岩石层板块大地构造学说,继承了大陆漂移、海底扩张的活动论内涵,引起２０世纪地球科学的一场革命．但板块构造学说并不能令人满意地阐释复杂的大陆地质现象,更未曾阐明大陆的形成和演化过程．大陆是怎样形成的,又是怎样演化的？这些一直是近年地球科学探讨的热门话题．而特提斯海的启闭关系到中生代中国大陆的形成演化与挤压改造,具有重要意义． Ｒｕｄｎｉｃｋ等人［１］的研究认为,底侵作用可能是大陆地壳增生和地幔演化的重要机制．Ｄａｖｉｅｓ等人［２］提出岩石层拆离模型,…     

全球岩石圈板块为什么会运移?

全球岩石圈板块运移的动力学机制,长期以来始终是一个议而不决的难题。地质演化历史的大量信息都埋藏在岩石圈内部,很少出露地表。然而,近2亿年来的地质信息出露比较多,资料也比较可靠,学者可对此问题进行探讨。根据全球中、新生代7次板块运动模式的变化,可以认为岩石圈板块的运动是由巨大的陨石撞击地球表层诱发的,而不是如流传很广的"地幔传送带模式"假说所认为的那样产生的。每隔3 300万年左右,地球都会随太阳系一起穿越一次星际物质较密集的银道面,引起引力场的巨变。引力场的改变使一些小行星改变其原来的运行轨道,从而导致地球表层受到来自陨石的不同角度的撞击,诱发地球岩石圈板块运动方向或模式的改变。     

本期专题简介

正素有"世界屋脊"之称的青藏高原,平均海拔在4000米以上。可是,在2亿多年前,这里曾经是波涛汹涌的辽阔海洋。由于板块运动,青藏高原历经沧海巨变,成为世界上最高的高原。青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。本期专题介绍青藏高原东北部地貌演化与隆升过程、青藏高原隆升与东亚季风演化的密切关系,以及青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化的重大影响。     

基于嫦娥四号光谱探测数据发现月球背面幔源物质初步证据

<正>月球是地球之外我们研究得最深刻的星球.与地球一样,月球也可分为月壳、月幔以及月核.与地球不同的是,月球并没有板块运动,其早期演化历史的痕迹依然存在.月球就像化石,我们可以通过对月球的研究一窥地球或其他行星的早期演化历史.与月球早期演化有关的岩浆洋理论推断,随着岩浆的演化,如橄榄石、低钙辉石等较重的镁铁质矿物(富镁和     

北极科学钻探计划

人们普遍认为,全球大洋水循环和气候演化同北极水域的水文地质和大气圈作用过程有关。对格陵兰岛冰心的最新研究表明,在最近的一个问冰期,仅仅由于格陵兰岛范围内冰的融化,就使洋而升高了6米。鉴于北极地质调查对于了解新生代时期地球大洋史和气候史的重要意义,现已制定了国际北极科学钻探计划（NADP）。俄罗斯、挪威、丹麦、英国、荷兰、德国、加拿大、美国、日本等国的科学家将联合研究两个主要问题：北极水域岩石圈的演化和新生代古环境演化。北极水域的岩石圈化研究表明,大约在1亿年前,由于北极微板块发生位移,北美板块在白垩…     

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。     

新元古代雪球地球事件与地幔超柱活动

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.其中关于超大陆裂解的起始时间和持续时间、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,是当前地球科学界十分活跃并得到迅速发展的研究领域.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,是地质历史上"冰"与"火"之间相互作用的典型范例.     

从元素起源到智能演化:“地球系统史”讲习班在上海成功举办

正2016年5月23~27日,同济大学海洋地质国家重点实验室和IODP中国办公室联合举办为期5天的"地球系统史"讲习班.由美国罗格斯大学的Paul Falkowski教授主讲,涉及星球形成与元素演化、生命的化学组成和复杂性演化、地球宜居性变化、人类智力演化及其对地球改造能力等内容.来自39个单位(包括香港和海外)的地质、生物、行星等学科领域的150余位研究人员和学生参加了讲习班.     

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.     

地球的陆壳是怎样形成的?——神秘而有趣的前寒武纪地质学

地球的年龄大约有46亿年。以5.45亿年为界,之前的称为前寒武纪,它有大约40亿年,是地球历史上漫长的地质时代。之后的称为显生宙,寒武纪就是显生宙的第一个纪元。地球陆壳的80%～90%以上是在前寒武纪形成的,记录了复杂和惊心动魄的地质构造事件,赋存着丰富的矿产资源。前寒武纪地质,就是研究地球在前寒武纪时期的地质演化,特别是大陆的形成和增生以及演化的学科。     

对板块构造理论的某些修正

地质工作者普遍认为,地球具有16块左右的构造板块,它们构成地壳的外层,或直接构成地壳。这些板块以固定的速率移动,同人类指甲生长速度大致相同。华盛顿海军实验研究所海洋地球物理学家彼德·沃格特(Peter Vogt)博士,他飞越海洋上空收集地球上火山作用、造山作用等现象的起因方面的数据,他     

《西藏地质》创刊

《西藏地质》由西藏地质学会、西藏地质矿产局地质研究所主办,西藏地质编委会编辑,在地质学界广大科学家及科学工作者的支持下于1985年7月在西藏自治区成立二十周年的前夕由西藏人民出版社出版了。西藏高原举世瞩目,西藏地质的研究是揭开地壳形成的历史及其演化特征的“金钥匙”,对验证板块构     

我国华南沿海地区地壳与上地幔速度结构特征

我国华南沿海地区地处欧亚板块、太平洋板块、印度洋板块交界处的舌状突出部位。受这三大板块的碰撞,俯冲,挤压,拉伸及上地幔物质上涌的综合作用,使得该区有着奇特的地壳与上地幔运动,发展,演化历史和地球动力学过程。前人曾用工业爆破观测方法得到某些有意义的成果。我们首次在该区开展了人工地震测深方法,对该区地壳与上地幔速度结构进行了较系统的研究与探索,得到了该区地壳深部速度结构模型。     

解剖地球

科学家猜想,在最近的地质时代里地球内部可能曾经有20多个地幔柱,每个都持续存在了1亿年以上。板块构造理论板块构造理论解释了地球表面构造沉降、扩张、漂移等现象,也已成为现代地质学的基础理论之一。不过这一理论仍无法解释一些问题,比如一旦板块俯冲下沉而导致的结果、地球火山链的源动力等问题。     

地球物理研究与古地球动力学

地质学家们常用的概念,诸如漂移着的岩石圈扳块、洋底扩张与俯冲、地幔对流以及现代地球动力学的其他一些问题,完全是根据地球物理研究,即地震、重力和磁力研究得出的.但是,当涉及我们这颗行星的地质历史时期板块的特性问题,亦即在解决古地球动力学问题时,地球物理学便退居次要地位,而最受欢迎的倒是地质的标志,即与这种或那种地球动力环境相对应的岩石组合.如     

持续性的板块俯冲作用开始于21亿年前

<正>在漫长的地质历史时期中,地球的板块俯冲样式随着地幔温度的降低发生过重要的转变.在地球的早期,其构造样式以滞留盖型(stagnant-lid)垂向构造体制为主,后经过短暂的、间歇性的俯冲(episodic subduction)样式~([1,2]),随着地幔温度的逐渐降低~([3]),过渡到我们现在所看到的持续性的俯冲(continuous subduction),表现为大洋板块沿汇聚型板块边界持续性地再循环至地幔中(图1).     

地球有限膨胀演化模型

从地球上最早的酸性岩形成于全球最初膨胀构造作用这一基本前提出发 ,结合其他地质约束条件 ,从岩石圈球壳的弹性力学分析入手 ,确定地球膨胀发生于前 430 0Ma左右、地球半径平均增长率为 0 .40mm/a、膨胀初始半径为 46 5 1km、全球性最初膨胀构造运动发生在前 41 83.7Ma .又根据地球与类地行星的自然、衰减演化前提 ,依据数学逻辑与地质意义相结合的约束限制条件 ,建立了地球有限膨胀演化模型 :R(t) =R0 +Aeβ(t-tS) 　　 (t≥tS) ,其中R0 =46 5 1km ,A =1 86 0km ,β =- 6 .0 1× 1 0 -10 /a ,ts=3× 1 0 8a .根据该模型 ,地球有限膨胀演化的最大限度Rmax为 6 5 1 1km .目前地球半径增长率约为 0 .1mm/a .     

重力分离地球动力理论

本文介绍了作者提出的重力分离地球动力理论。其具体内容有：理论提出的依据；重力分离产生的几种重要效应；该效应对板块运动、岛弧现象等主要地球动力学现象的阐述；理论能解释的一些更为具体的地球动力学现象；理论引出的对地球及其它行星演化的推测。作者认为该理论表现出在很多方面比目前的其它理论更为合理。     

加强海洋生物碳泵地质演化的研究

<正>海洋生物碳泵的地质演化是一个涉及地球系统各圈层相互作用的前沿科学难题,被列入了国家自然科学基金委员会和中国科学院联合资助的地球系统科学发展战略研究报告.如果说现代海洋生物碳泵的研究目的在于查明海洋储碳的途径和机制并服务于碳中和等目标的话,那么古海洋生物碳泵则更多地记录了它与一些重大地质事件的关系,包括古气候的冷暖变化、海洋缺氧事件、生物大灭绝事件等涉及地球整个表层系统乃至地球深部过程的一些重要环节.