地球系统科学基本原理与应用展望

地球系统科学是一门应时代之需产生的科学,它革新了地球科学工作者的思维方式、工作范式。自地球系统科学产生以来,围绕其是否是一门科学、具有何种应用前景等一直存在争议。从地球系统科学的主要理论与基本原理视角出发,对地球系统科学的概念内涵、理论体系及与地球科学之间的关系等本质特征进行剖析,并对地球系统科学的方法技术进行了总结。针对解决的不同问题,提出了地球系统科学在地球深部过程、岩石圈与外部圈层交互作用、外部圈层交互作用3个领域的应用展望。分析认为,地球系统科学既是基于地球科学与系统论的科学观,又是一套量化研究各圈层交互作用的先进工作方法体系,是揭示地球圈层交互奥秘、解决地球宜居性的钥匙。

国外白氢勘查进展及对中国的启示

氢能被认为是清洁能源的天花板,在能源领域将发挥越来越重要的作用。现阶段,氢能仅被视为一种二次能源,不具备大规模、稳定开发的特点,而且绝大多数氢能制备来自化石能源,排放大量温室气体,与清洁能源的目的相背离。由于过度依赖化石能源带来的环境问题日益突出,对地质氢(白氢)的研究得到了越来越多的重视。随着研究的深入,目前世界范围内已有百余处高含量(>10%)白氢报道,尤其是法国东北部洛林盆地白氢矿床的发现,据估算,该矿床氢气资源量在6×10^(6)~2.5×10^(8) t之间。白氢被认为是应对气候危机的关键能源。基于前人的大量研究,介绍了氢能来源分类,对比分析了白氢与工艺制氢相比,具有环保零碳、生产成本极低、可再生三大天然优势。依据国际上白氢的研究进展,分析认为地球拥有一套完备的产氢机制。相关研究表明,高含量白氢广泛分布在裂谷、板块俯冲带、前寒武纪结晶基底等区域,白氢的资源前景和应用前景广阔,美欧等国家正加紧布局白氢勘查。中国也具备白氢矿床发育的地质条件,然而与欧美等国家相比,中国白氢研究工作有待提升,基于此,对中国白氢地质工作提出3点建议:启动松辽盆地和柴达木盆地白氢调查试点,加强综合研究和理论技术研发,建设高素质的白氢人才队伍。