氧同位素在流体-岩石交换过程中的传输模型

流体控制着地球系统中质量和能量的传输。流体岩石反应过程在岩石圈中是十分普遍的现象。在流体流动体系中 ,流体在岩石裂隙中通过平流、扩散、水动力弥散和动力学弥散等方式进行输运并与岩石发生同位素交换反应。文章首先对封闭体系、“封闭”体系、开放体系以及缓冲体系中的同位素交换模型进行了简单讨论 ,然后在讨论氧同位素动力学交换机制的基础上 ,建立了平衡交换模型和动力学交换模型。结合流体流动的归一化速率、弥散系数和流体岩石的反应速率等变量 ,对流体岩石交换反应的流体运动方程中的Peclet数和Damk¨ohler数进行了讨论 ,并详细解释了它们在流体岩石交换反应过程中的物理意义和地质用途。

月球水冰探测

20世纪90年代以来,随着科学技术的发展,月球探测和研究的不断深入,月球极区永久阴影区存在水冰以及月球早期水的问题成为国际探测与研究的热点。在调研月球水(冰)的研究现状基础上,分析梳理了涉及月球水的关键科学问题,从不同空间维度、不同探测方式上,探讨性地分析并提出我国后续探月工程中水(冰)的科学任务、探测指标以及有效载荷配置方案及其功能要求,可为“探月四期”工程提供借鉴。

“行星地质与化学”专辑序

行星科学起源于天文学和地球科学,是伴随人类月球和行星探测工程快速诞生的学科,与全球板块活动理论同时期建立。经过半个多世纪的发展,行星科学已细分为行星地质、行星化学、行星物理、天体生物学等成熟的分支。其中,行星地质学使用多源遥感数据和模拟对比的方法,主要目的是了解天体的地质演化;行星化学起源于传统地球化学和陨石学,主要目的是了解天体物质的起源和演化。行星地质和化学从跨越天体的角度研究地质过程和地球化学的本质,为探索地球的起源和演化,尤其是地球早期演化、生命起源等重大科学问题提供了独特的视角。

金星薄饼状火山类比研究

金星薄饼状火山(陡边火山)是一类形貌非常独特的火山,有别于太阳系中其他的火山:近圆的底面轮廓、平坦的顶部和较大的顶底直径比。薄饼状火山被认为是高黏度岩浆喷发形成的,但是这一成因并不被广泛接受。火山的形貌特征主要取决于岩浆成分、喷发机制、重力和喷发环境(如大气压)等。因此,通过对比地球火山的形貌特征及形成机制可以为金星薄饼状火山的成因提供指示。我们利用底面不规则度(ii)、高径比(H/WB)、顶底直径比(WS/WB)、侧边最大坡度处的标准化高度(HSmax)、顶部高径比(HS/WS)和喷发量(V)这些形貌参数定量地将地球表面的复式火山、盾形火山、火山锥、熔岩穹丘(Peleean型和Coulees型)、海底平顶火山以及泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山对比。Coulees型熔岩穹丘、海底平顶火山和泥火山的形貌特征与金星薄饼状火山有一定的相似性。Coulees型熔岩穹丘剖面形态与薄饼状火山最为相似,可能指示了薄饼状火山具有类似的成因机制,而海底平顶火山侧边的上凹特征可能指示了其与薄饼状火山完全不同的成因机制。因此,薄饼状火山可能是相对高黏度的岩浆以较高速率持续性喷发形成。

我国行星化学学科发展现状与展望

半个世纪以来,行星化学一直是欧美以及日本等主要科技强国最活跃的科学研究前沿之一。但是,由于种种限制,我国的行星化学一直没有得到充足发展。这种状况和我国的航天大国地位并不相称,也会成为我国建成航天强国目标的阻碍之一。因此,在全国各大重点院校进行行星化学学科建设迫在眉睫。基于行星化学学科对于深空探测的重要性,文章将着眼于行星化学学科的内涵,探讨行星化学学科的独特性,比较国内外学科建设的差距,提出我国行星化学学科建设的建议。

月壤样品研究进展

月壤是研究无大气天体表面过程和月球演化的重要样品.自Apollo时代以来,月壤的相关研究如成因、组分及性质等均已取得了重要进展,并已对早期研究成果进行了详细总结和论述.随着嫦娥5号月壤样品的返回,关于月球样品的研究在我国获得前所未有的关注,亟需总结近年来月壤研究的重点领域及相关成果.本文基于月壤形成的过程,即继承的内部物质和遭受的外部改造,从月壤记录的太空风化作用和月球地质演化两方面综述了月壤研究的前沿成果.依据外部作用(太阳风、宇宙射线、陨石等)对月壤的改造,从以下四部分内容论述了太空风化作用对月壤组成的影响,即月壤中的水、挥发分、纳米相矿物、微陨石和陨石碎片.另一方面,月壤继承的月球内部物质均可用于月球演化研究,基于此总结讨论了全月壤、火山玻璃及岩屑的研究进展.最后,根据未来建设月球科研站的需要,从矿产资源、水和能源及月壤成型等方面概述了月壤资源利用的相关研究.通过总结月壤研究的主要成果,有助于发掘月球科学的前沿领域,为我国月壤样品的研究提供科学依据.