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地球科学四题

2007-11-22           
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    寻找地球童年档案

    地球至今已有45.6亿岁。由于目前科学家们没有找到老于40亿年的陆壳岩石,地球在形成后最早5亿年中经历了哪些地质作用,状态如何?一直是个谜。

    中国地质科学院有一个世界著名的实验室——国家大型科学仪器共建中心暨北京离子探针中心。实验室中的明星级仪器高灵敏高分辨二次离子探针质谱计(SHRIMPⅡ)从引进起就受到了各界的广泛关注。

    SHRIMP最突出的功能,就是能够测定矿物微小范围内标本的年龄,这个范围一般只有25微米。天然物质具有复杂性和不均匀性,通常在一粒针尖大的矿物中,就可能经历了不止一次的晶体生长过程。例如一粒锆石,最初可能生长于39亿年前,在距今25亿年的时候,在它“身”上又生长了一部分。在这样小的范围内,精确测定锆石年龄,就能了解地球童年的档案,为地质演化提供时间坐标。

    科学家们曾对由美国和澳大利亚两国教授带来的115颗锆石进行定年,结果找到一颗带有增生壳的锆石,经测定年龄为43.23亿年~39.5亿年。据科学家分析,增生壳是岩浆事件的产物。

    观察地球的眼睛

    在地质科学中,分析化学技术能够在更深、更宽的领域,对岩石、矿物、土壤、水等进行高精度、低含量的分析测试,被形象地比喻为“观察地球的眼睛”。

    中国地质科学院国家地质实验测试中心以找矿为目标的地球化学分析,就可以通过分析岩石、土壤等地质体中的元素含量,通过光谱、质谱技术进行常量和微量分析,测得低含量的地质异常,为找矿提供信息。

    在上世纪80年代,中国在太平洋划定经济专属区调查中,随船的一台大型X射线荧光光谱仪能够在现场取样检测,获得海洋深部的数据,了解海底资源状况后,随即确定航线,为最终圈定我国经济专属区立下了汗马功劳。

    地下深处的生命踪迹

    2005年1月13日,被称为“伸入地球内部的望远镜”的中国大陆科学钻探钻深已达5102.18米。这些钻孔让人们知道了许多以前未知的、地球深部的奥秘。

    科学家们对从大陆科学钻近4000米深处取得的岩心进行了分子克隆技术和微生物培养技术处理,结果发现每克岩石中含1000~10000个微生物,泥浆中微生物的含量达到每克1亿~10亿个。这些微生物具有特殊性能,能食用三价的铁,使之还原为二价铁,而且科学家已经培养出了活体。

    根据对所发现的微生物功能的测试,科学家称,地下流体中发现的微生物具有喜高温和厌氧的特性,在无氧的条件下,能依靠金属元素和硫酸盐进行生命活动。在岩石中发现的微生物则具有喜冷的特点,它们喜欢碱性的环境,喜盐,能依靠吃硝酸盐进行生命活动。

    地球环境像鸡蛋壳

    地球上存在着三大类岩石,分别是沉积岩、变质岩和火成岩。沉积岩主要存在于地表。它的颜色较浅、分量较轻,因为它的密度较小。变质岩来自10~15公里的上地壳;而来自30~40公里地幔的火成岩看起来颜色较深、密度较大,所含重金属的比例也较大。三大岩的源岩分布正好暗示了地球的形状,它就像一个鸡蛋,地壳只有30多公里厚,仅仅相当于蛋壳的厚度。人类赖以生存的环境就如同蛋壳一样,非常脆弱。所以,保护地球环境、保护地球家园是每一个人义不容辞的责任。


 

国土资源部信息中心制作  国土资源报社、国土资源部办公厅新闻宣传处提供资料

Copyright © 2005年4月

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