琼北地区第四纪熔岩隧道群研究:形态学及其比较行星学意义

熔岩隧道是全球第四纪玄武质火山区常见的火山活动产物,主要发育在绳状和块状熔岩分布区,是地表玄武质岩浆输送系统的重要组成部分。我国分布大量的第四纪玄武质火山岩,前人针对其熔岩地貌、岩浆成因及演化过程开展了大量的研究,但对其中的熔岩隧道却关注较少。而熔岩隧道的研究对于理解熔岩流的运移过程及地表熔岩构造地貌的演化均具有重要意义,尤为有意义的是,近年来在月球和火星上的玄武质熔岩区发现了大量的疑似熔岩隧道的熔岩地貌,这些巨大的管状地下空间是人类未来在地外岩石星球上建立稳定庇护基地的优选对象,因此开展地球熔岩隧道的比较行星学研究可以为地外熔岩隧道的探索工作提供重要线索。为此,本文通过对琼北地区的熔岩隧道群开展详细的形态学和比较行星学研究,为进一步探索月球和火星熔岩隧道特征和规模大小提供形态学信息。

太阳系天体的火山作用及其比较行星学意义

火山活动是太阳系内所有行星和多数卫星共同经历过的地质作用。类地行星及它们的卫星表面普遍分布着多种火山和火山岩。其中金星、火星和月球与地球上的早期(始太古代)火山活动有许多相似性。现在,火星与月球上的火山活动早已停止,而金星和地球上仍有火山活动。类木行星的卫星上主要活动的是"冰火山",它们之中有些还有十分强烈的活火山活动(如爱莪和海卫一)。对太阳系天体火山作用的对比研究能够提供认识太阳系和行星演化、天体深部和浅部地质作用过程、矿产资源形成以及生命的起源和演化等重要信息,是比较行星学的重要组成部分。

太阳系探测的进展与比较行星学的主要科学问题

回顾了太阳系的探测历程,综合分析了太阳系探测的发展趋势。未来的太阳系探测将以月球与火星探测为主线,适度开展太阳系其他行星及其卫星、小行星和彗星的考察性探测。21世纪将是全面探测太阳系并为人类社会长期可持续发展服务的新时代。随着太阳系探测的进展,通过系统比较地球与类地行星的大气层与水体的形成演化过程、地形地貌与地质构造特征、岩石类型、热历史与内部结构等方面的共性与特性研究,表明行星的质量大小和行星与太阳的距离的相互耦合,制约了行星的形成和演化的复杂过程。比较行星学已成为指导太阳系探测的科学理论体系。

比较射电行星学研究进展

太阳系空间是一个宏大的物理实验室。科学家们在这个实验室中观测到了各种射电辐射现象。把地球的射电辐射现象与其他行星的射电辐射现象作比较,借鉴已获得的关于地球磁层的观测研究结果,可以了解其他行星发射源区和太阳系中等离子体的物理性质。在国际合作的背景下,便产生了一门新兴学科——比较射电行星学。

一个新兴的学科——比较行星学

随着人类进入空间时代的到来,一门新兴的天文学分支学科也随之诞生,这就是比较行星学。 该学科的基本原理是:用比较的方法研究太阳系不同天体的物理化学环境,从而获得关于太阳系起源和演化的信息。其研究重点是将其他行星或大卫星与地球作比较,探求地球上种种过程(地质、气象等)的本质,深入了解地球的过去及现在所处的演化阶段,预测地球未来的发展前景。

从比较行星学看地球的起源与进化

今年(1989年)是人类采阿波罗11号飞船在月球成功着陆的20周年,这20年里,行星科学或者叫做比较行星学的新的学科体系已经被建立起来,并开始了关于太阳系乃至于地球的起源与进化的本质性研究。

冥古宙地球的冷却、分异和构造体制及其比较行星学研究

冥古宙是地球历史的最初阶段,虽然仅持续不到6亿年,但在此期间发生巨大的物质运移和重新分布,地球的地核、地幔、地壳和大气层等主要圈层框架已基本形成,为地球后续漫长的物质和能量演变奠定了基础.由于关键地质记录缺失、研究手段匮乏等原因,当前地球科学界针对冥古宙地球演化的研究仍十分有限,使其成为地球科学最为薄弱的一环.鉴于冥古宙地球存在地质记录匮乏这一“痛点”,以及太阳系类地天体(泛指类地行星、矮行星、卫星和小行星等岩石质天体)在原始物质组成、内部结构、热演化和构造体制演变等方面的相似性,借助比较行星学手段,从太阳系内各类地天体(现今或早期)保存完好的地质记录研究类地天体演化的一般规律,以此弥补早期地球演化认识的空白.这是一种重要且可行的研究手段,也是突破现有地学理论框架(如板块构造理论)、开辟新的地学研究格局的重要契机.本文对早期地球的热演化、内部分异和构造体制等关键领域的研究进展及其存在的问题进行了梳理,同时探讨了未来可能的突破点.

比较行星地质学的研究方法、现状和展望

比较行星地质学是人类认识自然和人类本身形成与演化的前缘学科,是实现太阳系探测三大科学目标的主要手段。比较行星地质学研究主要回答3个问题:行星的现状是什么样的?行星的过去是什么样的?行星的过去、现在与太阳系其他行星的可比性如何?行星地质学的研究内容与研究地球地质相似,即撞击作用、火山(岩浆)作用、构造作用和夷平作用等,这些是塑造行星地貌最主要的地质作用,其中撞击构造是其他行星更为常见的地质作用。行星地质学的研究方法是利用遥感获得的各种影像、光波和电磁波等数据,以及在行星表面直接勘察获得的数据和取回的样品,对行星表面和地表以下的成分、结构和形成与演化过程进行研究。我国积极参与深空探测将获得第一手行星地质数据,国际深空探测计划的持续实施和数据的广泛共享为中国科学家积极参与行星地质学和比较行星学的研究提供了广阔空间,同时也为研究和认识地球提供新的和更全面的视野。

比较行星学研究进展--第三届地球系统科学大会比较行星学分会场综述

比较行星学是一门由天文学和地球科学交叉形成的学科。比较行星学以地球作为参照物,研究行星及其卫星的大气物理、化学和动力性质、表面特征、内部化学组分和构造、磁场性质、气候环境以及生命存在可能性。虽然比较行星学在我国还没有形成独立和完善的学科体系,但参加比较行星学分会场的人数远超预期,说明人们对这一新兴学科有强烈兴趣。提交的论文大致可分为3个部分:太阳系行星、太阳系外行星和月球探测。来自海内外的学者展示了他们最新的研究成果。

试论月球科学与类地行星研究的学科属性

我国月球探测一期工程获国家批准立项和"嫦娥一号"卫星成功发射及运行这一历史性事件标志着我国已继人造地球卫星、载人航天阶段之后,开始进入人类航天活动的第三领域——深空探测。无疑此时探讨人类这一伟大社会实践活动的自然科学意义,特别是深空探测对象的科学内涵具有重要的现实意义。随着相关技术的开发、创新和成熟,工作重点将逐渐转移到深空探测对象本身的科学研究上来,即认识地球之外的行星体以及更深刻地重新审视地球。本文讨论了现阶段深空探测对象——月球及类地行星的基本物质属性,回顾美国和前苏联两国探月计划实施历史的启示,Apollo计划的演变-科学内容的纳入及宇航员地学素养的要求,Apollo登月计划的实施对月球科学本身的促进,以及对20世纪地球科学发展、人才队伍建设和分析技术进步等的重大影响,总结了前苏联探月计划的成败及其教训,并对我国月球探测工程立项历史等方面进行了分析。在此基础上,论述了月球科学及类地行星研究的地球科学属性,并强调指出地球科学家应将月球及整个类地行星研究纳入到地球系统科学的框架之中。

一场难得的地球系统科学盛会

自本期起，本刊开办《博文荟萃》栏目，不定期刊发反映高速信息化时代科学教育界动态的博客博文，欢迎广大会员、读者来稿。博客文字往往具有短小精干，生动活泼，观点鲜明，题材多样，夹叙夹议，风格不拘等特点，一扫官样文章的习气，很受广大读者喜爱。本期首发葛肖虹教授的博文，他以参加一次学术会议的亲身体会，抒发并倡导一一种新会风。

“奥西里斯”升空去贝努小行星采样

美国东部时间2016年9月8日,美国航空航天局（NASA）的＂起源、光谱释义、资源识别、安全、风化层＂探测器（OSIRIS-REx,以下简称＂奥西里斯＂探测器）成功发射,其有两方面最为突出：一是将小行星贝努作为探测目标是经过了许多科学家的研究和精密论证,科学目标选得非常好;二是＂接触即离＂（TAG）的取样方式取得了很大的突破,但也具有巨大的风险性,该方式可能成为未来探测小行星的重要方式,方式新颖,无可挑剔。

100 a来沙漠科学的发展

根据20世纪各时期关于沙漠研究的代表性著作,回顾了100a来沙漠科学的发展历史,将沙漠科学的发展阶段归纳为:地质沙漠学、地理沙漠学、物理沙漠学、行星沙漠学、数理沙漠学和综合沙漠学等,阐述了每个发展阶段的研究工作特点和对沙漠科学发展的作用。

地球构造学中的全球现今构造学

固体地学中构造学的发展,至今可概括为反映三个尺度、三个层次、三组概念的三个领域:①以沉积岩层的褶曲、断裂、节理等为主要对象的地质构造学(Geologic structure);②以盖层和基底二元层状体的地质演化与变形的群体特征为对象的大地构造学(Geotectonics);③以全球岩石圈多元厚板体的运动与板缘及板内构造为对象的全球构造学(Globaltec tonics)。三者在辩证发展中互有促进和扬弃,学科的综合逐步扩大,但在理论、方法、应用等方面实属并行,且正向统一的地球构造学(Earth tectonics)发展。地球构造学是作为行星构造学的一员而存在的。

行星客居何方

行星客居何方赵书杰译余炎校除太阳外，其它恒星是否还有行星系？可能它们离我们地球太遥远了以致于无法见到，但是我们通过计算机能得知它们可能是个什么样子行星学家们可能最常被问起的两个问题是：茫茫宇宙之中有多少颗恒星是带有行星的？它们的行星系是怎样的？我们就...

外行星可能拥有大量的小卫星

外行星可能拥有大量的小卫星我们的太阳系正变得越来越拥挤。似乎太阳系以外的小行星也比任一个人估计的都普遍。就在上个月，天文学家宣布，他们大大地低估了地球附近小行星的数量。科罗拉多大学博尔德分校的科尔韦尔和埃斯波西托估计，环绕天王星和海王星，在直径为１－...

行星际超远距离飞行的“葵花宝典”——“新视野”冥王星探测任务分析

迄今为止飞得最快的航天器、人类发射的第一个冥王星探测器＂新视野＂号,经过约9年的星际旅行,于2015年1月15日抵达距地球约47亿千米的冥王星附近,开始探测冥王星及其卫星、以及它们所处的柯伊伯带其他天体。虽然冥王星在2006年被开除出行星队伍,降级成为矮行星。这一方面使长期以来对冥王星是否具有行星地位的争议尘埃落定;另一方面,

中国有能力实施太阳系探测——专访探月工程首任首席科学家欧阳自远院士

欧阳自远,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、国际宇航科学院院士,著名天体化学与地球化学家,中国月球探测工程首任首席科学家。他长期从事地外物质、月球科学、比较行星学和天体化学研究,是我国天体化学领域的开拓者。月球探测工程立项后,欧阳自远院士积极参与并指导中国月球探测的近期目标与长远规划的制订,具体设计国内首次月球探测的科学目标与载荷配置,以及探月二期、三期的方案与科学目标,为探月工程的成功实施做出了贡献。在中国航天事业创建60周年之际,《中国航天》杂志对欧阳自远院士进行了专访。