地磁场倒转之谜

人类现在的生态环境正在日趋恶化,究其原因是我们赖以生存的地球正在发生变异.     

地磁场倒转之谜

人类现在的生态环境正在日趋恶化，究其原因是我们赖以生存的地球正在发生变异。地磁消失之后地球的这种变异，一方面是人为因素造成的。例如随着人类物质文明水平的快速提高，大量的氟化学物质使臭氧层遭到破坏，导致极地上空出现臭氧洞，有害的紫外线直射地表，使极地周边国家皮肤癌患者日益增加；另一方面是来自地球本身。据资料表明，现在的地磁场正在减弱，在过去的百年间地磁减少了大约5%。如果按这个比例继续减少，再过大约2000年，地磁场就会完全消失。但是从最新的观测结果获知，地磁的减少速度正在加快，有可能提前1200年就会消失…     

地磁场与生命

我们知道,空气、阳光和水是生命的三大要素。但是,除了这些基本的要素之外,对于生命的发生和发展,还有一个几乎与此同样重要,对我们经常起作用,然而我们又无法直接感到的重要因素,这就是围绕着我们的地磁场。     

地磁场与动物感磁

地球上生物的起源和演化都在地球磁场的重要保护中进行.在长期的演化过程中,动物具有了感磁能力以适应地磁场环境,从而帮助动物能够更好地完成其生理活动.揭示地磁场变化与生物圈演化之间的联系,理解现在、过去和未来地磁场变化的生物学效应是生物地磁学研究的主要目标.已有研究发现,许多动物可利用地磁场信息进行定向和导航;地磁场是维持地球生物正常的生理活动和生长发育必不可少的环境因子.本文围绕地磁场与动物地磁导航以及地磁场减弱对动物的可能影响两个方面进行评述.主要阐述动物地磁导航研究在行为学、神经生理学、生物磁学等方面的进展和有关动物感磁机理的3种假说:电磁感应假说、基于磁铁矿感磁假说和基于自由基感磁假说.讨论地磁场变化(磁场强度降低)引起动物生理活动和生长发育异常等多方面的生物学效应,并提出磁场变化引起生物学效应的3种可能途径:磁性金属途径、自由基途径和骨架蛋白途径.细胞内的磁性物质、自由基产物或骨架蛋白可能是动物响应磁场的中介物,它们引起生物体不同水平上的效应.随着现代多学科交叉融合和新实验技术的应用,可以预见在不久的将来人们可以更加准确地在分子水平上解析出动物响应地磁场变化的作用机理.     

地磁场与生物的磁感应现象

两千多年前,人类发明了指南针用于辨别方向;而如今科学家们发现,很多动物也能利用体内的生物指南针感应磁场。笔者从磁场的产生入手,详细介绍了地磁场的性质和生物磁感应现象的产生。候鸟是最早被注意到能利用磁场导航,且目前已获得最多磁生物学研究结果的一类高等生物。大量的行为学实验证明,候鸟在长距离迁徙的过程中主要靠对地磁场的感应来确定方向,它们的大脑能记录下每一个特殊地点的磁特征,并据此找出到达各个目的地的飞行路线。不仅如此,部分鸟类的磁导航还有一定程度的蓝光依赖性、会受到异常磁场的干扰,这种现象可以用生物磁受体的磁铁矿的感应假说和化学感受假说来解释。很多生物,包括人类也都有与候鸟类似的磁受体,有些动物能用它们感受磁场并以此作为视觉和听觉的辅助,而其他生物的磁感应能力也许已经在进化的某个阶段被别的功能替代或是直接消失了。目前人们对于生物磁现象的研究才刚刚起步,还有很多未知的谜团等待我们去揭开,希望在不久的将来能看到更多令人惊讶的实验结果。     

显生宙以来的磁极倒转与大地构造

近些年来,古地磁研究得到迅速发展,在各大陆地块上取得了大量数据。运用这些成果再造了古大陆,讨论了板块活动,并建立了古生代以来的磁性地层剖面,编制了古生代,中、新生代以及精度更高的4.5百万年以来的磁性地层剖面。磁性地层剖面能反映岩石形成时的磁化     

核物理学中新的球体运动

人们一直认为原子核像个球——小块状的,基本上呈球状。然而几十年来,核物理学家认识到受高度激励或不稳定的核子,在它们衰变或回复到较低能量状态前会短暂地伸展或膨胀。目前研究者们正在探索被急剧变形了的核子的特性。这些“超变形的核子”的     

地磁极性倒转与全球性地质事件的相关性

在分析地球磁场时空变化规律,特别是地磁极性倒转以及极性倒转频率变化规律的基础上,研究了地球磁场变化与地球内部物理过程之间的可能相关性,进而探讨了地球磁场异常变化与某些全球性地质事件以及中国东部从挤压向伸展构造转折的关联性。力图为地球动力学研究提供新思路。     

大气氧逃逸是地磁倒转-生物大灭绝因果关系链的重要环节

正[本刊讯]中国科学院地质与地球物理研究所地磁与空间物理研究室魏勇研究员与北京大学、清华大学、德国马普太阳系研究所等单位的学者合作,对地磁倒转开展了针对性研究,并提出了全新的观点:首先,地磁倒转与生物大灭绝应该是"多对一"的对应关系,而非传统观点认为的"一对一"关系,即地磁倒转对生物生存环境造成的损害应该是长期的、可积累的;其次,地磁倒转造成磁层保护作用减弱既能造成高能粒子入侵,又使得氧离     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学, 发现在核幔条件(4000 K, 139 GPa)下, Ni是一种液态结构. 常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序, 在压强的作用下, 二十面体序有一个增加的过程, 当压强大于68 GPa后, 二十面体序的增强过程发生逆转, 大量的完整二十面体结构受到破坏, 缺陷二十面体急剧增加. 核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构. 我们计算了液态Ni的扩散系数, 其数量级大约为10^-9 m²/s, 与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同. 由于核幔边界条件下的高压作用, 液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢, 且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

第一性原理分子动力学计算核幔边界条件下Ni的结构和动力学性质

采用基于密度泛函理论的第一性原理分子动力学计算了在地幔与外地核(核幔)边界条件下Ni的结构和动力学,发现在核幔条件(4000K,139GPa)下,Ni是一种液态结构.常压下液态Ni的原子排列主要是二十面体序,在压强的作用下,二十面体序有一个增加的过程,当压强大于68GPa后,二十面体序的增强过程发生逆转,大量的完整二十面体结构受到破坏,缺陷二十面体急剧增加.核幔边界条件下的液态Ni形成了一种由完整二十面体、缺陷二十面体、面心以及密排六方等其他原子排列方式并存的复杂结构.我们计算了液态Ni的扩散系数,其数量级大约为109m2/s,与相应条件下Fe的扩散系数的数量级相同.由于核幔边界条件下的高压作用,液态Ni原子比常压和低压下的Ni原子扩散得更慢,且在弛豫过程中出现了β弛豫.     

兰坪-勐腊幔-壳穿透构造的控盆控矿作用

中国云南西部兰坪-思茅中新生代盆地夹持于苍山-哀牢山断裂带(CAF)和澜沧江断裂带(LF)之间,位于欧亚、印度板块接合带。一般认为盆地的形成演化受边界断裂带控制。我们的最新研     

苏门答腊-安达曼群岛地震与板块运动

2007年麦卡菲(R.McCaffrey)在美国<科学>杂志上的文章指出,目前还远不能成功预测沿苏门答腊-安达曼群岛断层带的下一次特大地震的发生,因为2004,年的9.3级(指矩震级)特大地震是发生在让许多地球科学家完全没有预料到的地点,科学家还需要有足够的时间和更多的地震样本去研究这次地震,才能给出答案.     

地球外核流体运动与磁场长期变化相互关系的探讨

从理论上分析了偶极子场的能谱分布特征,在高阶项,它似为一直线,斜率与偶极子的深度相关。地球磁场等效磁源深度并非一个常量：１９００－１９４０年ｒ１稳定递减;１９４０－１９５０年ｒ０的阶跃性变化可能与某种把动相关;１９５０－１９７５年ｒ０呈现递减趋势;     

受精卵细胞骨架对精核运动作用的研究

Longo和chen 1985年阐明了小鼠卵母细胞的极性起源与核泡破裂和成熟分裂的再启动具有时空上的联系,并指出成熟分裂器染色体的运动依赖于微丝的存在。早期卵裂中有丝分裂器染色体的运动,最近又被作者证明也受微丝所控制。但是,无论是成熟分裂器还是有丝分裂器旋转,它们都是卵子本身的活动,那么异体精子入卵后,它的精核变化与运动是否也受卵子细胞骨架的影响,这个问题目前据我们所知尚未报道过。因此,研究卵细胞骨架在受精过程中对精核运动的作用,是目前要解决的问题。     

对中国东部苏浙皖区壳-幔结构的再认识

作者曾以常密度模型重力反演指出杭州湾北西向深断裂的存在,后以多层变密度模型重力-地震联合反演进一步发现:该北西向构造带不仅是一中地壳低密层过渡带,而且是上地幔顶部结构过渡带,并与秦岭构造带相关联。本文通过地壳磁性层的反演和地震构造学研究对此提供了新的论据,同时发现郯庐断裂带向南止于此带;长江口-济州岛是北东向深部构造边界。杭州湾-秦岭深部构造带和郯庐带的交汇控制了华北强震区、华南弱震区和下扬子-南黄海中-弱地震活动区的一级分区,同时也是一级成矿区的边界。     

对中国东部苏浙皖区壳-幔结构的新认识

苏浙皖区地壳结构的深部轮廓笔者曾作过专题研究。滕吉文等根据爆炸地震资料解释马鞍山—启东剖面由五层介质组成.本文以N层变密度法将该区地壳-上地幔顶部进一步区分为“七面八层”。根据重力资料初次发现了与壳内低速层一致的中地壳低密层、上地     

壳-幔过渡带及其在岩石圈构造演化中的地质意义

经典的地球物理学把地壳和上地幔之间的界面叫做莫霍面,是根据地震波的速度在地壳(V_P=5.8～6.5km/s)和上地幔(V_P=8.0～8.3 km/s)之间的不连续来定义的。由于大陆岩石圈结构的横向不均匀性,并不是所有地方的莫霍界面都十分清晰。在一些地区的下地壳与上地幔之间存在着一个P波速度的“递变层”或“过渡带”,其V_P大约为6.8～7.8 km/s。因此,莫霍界面不是那么清楚,这是地震学家在岩石圈速度结构剖面研究中经常感到困惑的问题。     

格尔木-额济纳旗热流剖面及壳幔温度正演计算

格尔木-额济纳旗热流剖面由18个实测热流组成,不仅数据有限,且分布不均,变幅大(q=30～79mW·m~(-2),q=56±15mW·m~-2),因此难于直接用于壳幔温度计算.本文将用6个热流测区(段)的平均热流正演计算地学断面的壳幔温度分布.表1中汇总了18个热流测点的位置、经纬度、热流值及其质量等级,以及6个测区的平均热流值.     

夏季亚洲-太平洋热力差异年代-百年尺度变化与太阳活动

利用重建的近千年亚洲-太平洋涛动指数和太阳辐照度时间序列, 用统计方法研究了夏季亚洲与其周边的海陆热力差异在年代-百年际时间尺度上的变化特征及其与太阳辐照度的关系, 结果表明: 亚洲季风区热力差异存在着90 a 左右、10~13 和3~7 a 的周期振荡; 在百年尺度上, 热力差异表现出3 次明显突变, 它们分别发生在1305~1315 年、1420~1430 年以及1625~1635 年. 海陆热力差异与太阳辐照度之间有显著正相关, 并且在250, 120~160, 60~70 a 以及15 a 变化周期上, 二者的联系更显著. 热力差异的3 次突变分别对应着太阳辐照度的明显减弱或加强, 并且滞后太阳辐照度突变时间12~22 a, 可能反映了太阳辐射对亚洲季风气候百年尺度突变的一种影响; 在年代尺度上, 热力差异突变与太阳辐照度关系不紧密, 说明太阳活动可能不是影响亚洲-太平洋热力差异年代际突变的主要因子. 与亚洲-太平洋热力差异比较, 北半球年平均表面气温的年代际突变与太阳活动的关系更紧密, 而气温百年尺度的突变与太阳活动关系较弱.