平衡和瞬变气候实验_瞬间热平衡方程
1.华东地区“十五”地质大调查成果综述及“十一五”展望
2.中国有什么特殊天气?(不要找寒潮,台风,沙尘暴,梅雨等地理书有的)
3.地理知识点总结
4.开展自然灾害学研究探索地球环境安危
5.太阳燃烧了46亿年,为什么还没烧完?其内部机制人类能模仿吗?
6.太阳的基本构造是什么?
7.2012太阳活动高峰期的到来,会对地球的气候有什么影响?对于农作物农产品的生产有什么影响?
鳄鱼的某些部位和恐龙近似,它是不是恐龙的异化生物?并不是,鳄鱼是一个专门的物种,与恐龙无关,早期的鳄鱼比恐龙的历史还要久远。所以鳄鱼不仅不是恐龙的异化生物,反而算恐龙的前辈了。
其实关于恐龙时期的各类物种,猜测一直很多。但由于年代久远,并无什么特别直接的证据,所以人们只能猜测,科学家们也只能积极努力去寻找证据。而鳄鱼类、现代巨蜥类和恐龙三类生物的关系也是人们讨论的重点,也因为很多鳄鱼的长相跟恐龙极其相似。但是恐龙跟鳄鱼拥有着最大的区别,那就是行走方式跟站立方式。恐龙的四肢是处于躯干的下方,四肢直立得支撑身体;但鳄鱼的四肢是从躯干向外延展的,没有直接支撑身体。所以,恐龙相较于鳄鱼来说,更擅长行走和奔跑,可以也使身体生长得更庞大,这样也就能更强大。所以,恐龙成为了一方霸主,称霸了1.5亿多年。
但是过刚则折,在经历了小行星撞击地球的巨变之后,恐龙并不能适应瞬变的气候,全部灭绝了。但是鳄鱼由于是冷血动物,新陈代谢很慢,可以长期容忍没有食物的恶劣环境,于是,成功活了下来。而且,鳄鱼身体平扁,虽然远古时期的鳄鱼比现在大很多,但还是可以相对容易得寻找到庇护之所,可以躲避天灾。而恐龙过于庞大的身躯没有任何地方可以躲避,只能硬生生承受灾难,最终导致死亡。
在年代来讲,古巨鳄的年纪比恐龙要早几十甚至几百万年,那时的生物都经历着相同的环境,所以拥有相似的外表是很有可能的,不足为奇。所以鳄鱼跟恐龙是完全不同的两个物种,有着本质的区别。
华东地区“十五”地质大调查成果综述及“十一五”展望
太阳大气层里一切活动现象的总称。主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕瞬变等。由太阳大气中的电磁过程引起。时烈时弱,平均以11?04年为周期。处于活动剧烈期的太阳(称为“扰动太阳”)辐射出大量紫外线、x射线、粒子流和强射电波,因而往往引起地球上极光、磁暴和电离层扰动等现象。
太阳活动是太阳大气中局部区域各种不同活动现象的总称。包括:
太阳黑子是太阳活动的基本标志,发生在光球层
光斑
太阳光球边缘出现的明亮组织,向外延伸到色球就是谱斑。光斑一般环绕着黑子,与黑子有密切的关系。
谱斑
太阳光球层上比周围更明亮的斑状组织。
太阳风
太阳风形成的带电粒子流造成了地球上的极光
耀斑发出的强大的短波辐射,会造成地球电离层的急剧变化。对人类的影响很大。造成短波通讯中断,发生在色球层。
日珥
在日全食时,太阳的周围镶着一个红色的环圈,上面跳动着鲜红的火舌,这种火舌状物体就叫做日珥,发生在色球层。
太阳活动对于地震、火山爆发、旱灾、水灾、人类心脏和神经系统的疾病,甚至交通事故都有关系。
中国有什么特殊天气?(不要找寒潮,台风,沙尘暴,梅雨等地理书有的)
郭坤一
(南京地质矿产研究所,南京210016)
1 概况
1999年7月16日,中国地质调查局正式成立,其主要任务是:承担、组织实施国家基础性、公益性地质调查和战略性矿产勘查工作,为国民经济和社会发展提供地质基础资料,并向社会提供公益。
地质大调查自1999年实施以来,在中国地质调查局的统一领导下,围绕着一项和四项工程(基础调查,矿产调查评价工程、地质灾害预警工程、数字国土工程和调查与利用技术发展工程)进行科学部署、精心组织,用新机制、新思路,运用新理论、新技术和新方法取得了令人瞩目的丰硕成果和显著的社会经济效益。
截至2005年,地质大调查实施7年间,华东地区共安排地质大调查工作项目156项,共获资金41291万元。其中,基础地质调查32项,矿产调查评价73项,地质环境调查评价23项,物探、化探、遥感28项。共有17个工作单位承担。
2 主要进展及成果
2.1 基础地质调查
投入经费4367万元,已完成1:25万区域地质调查22幅,1:5万区域地质调查22幅,1:5万生态环境地质调查4幅。正在进行的1:25万区域地质调查9幅。
取得的主要成果有:
2.1.1 前寒武纪地层划分与对比
华东地区前寒武纪地层主要发育在大别—苏鲁、扬子和华夏3个地层区。
华夏地层区:通过邵武、龙岩、三明、瑞金等幅1:25万区域地质调查,打通了闽西地区近南北向的地质走廊,提高了区内地质研究程度。肯定了武夷地区总体以加里东期变质褶皱隆起,在寒武系之下,存在着震旦系—南华系浅变质硅质岩(石英岩)以及与扬子区相似的地层序列;对古元古代麻源岩群和新元古代马面山岩群的岩性组合进行了进一步的研究,提出了新元古代存在双峰式火山岩;对以古元古代桃溪岩组为核部的变质核杂岩的几何学特点及运动学机制进行了解剖,确定其形成时代以印支期为主。
扬子地层区:通过南昌、上饶、景德镇、金华等幅1:25万区域地质调查和综合研究,对该地区岩石地层单位进行了全面清理,建立了岩石地层和构造—地层系统,解决了各省之间同物异名,异物同名现象。以双溪坞岩群为代表的中元古代岛弧火山岩得到进一步确认,新元古代双峰式火山岩、侵入岩、基性岩墙群的研究得到进一步加强。
大别苏鲁地层区:将大别山区的变质表壳岩组合划分为古元古代大别山岩群和中-新元古代宿松岩群,将前陆带中的深变质表壳岩组合归为中元古代董岭岩群。提出了大部分变质变形侵入体形成于新元古代、少数形成于中元古代,大别山岩群为古元古代、宿松岩群为中-新元古代的新认识。
2.1.2 金钉子剖面
我国现有的两个金钉子剖面均位于华东地区:在奥陶纪达瑞威尔阶层型剖面的常山县黄泥潭剖面1:5万区调工作中,新发现了厘米级厚度的沉凝灰岩,并从中分选出单颗粒锆石,进行了精确的定年,从年代学上对界限进行准确定位。在对国际二叠系三叠系界线层型剖面分布区进行了高精度大比例尺填图,对界线层中的关键层(如PTB界线粘土层、PTB界线层内的国际牙形石带等)进行了详细的调查,鉴定识别出两个重要牙形石带:Clarkina subcarinata带;Clarkina changxingensis带。大大提高了该区生物地层对比精度。
2.1.3 第四纪厚覆盖区填图方法
在1:25万杭州、南京、南通和上海等幅区调工作中,注重了厚覆盖区第四纪地质研究,将高分辨率层序地层学的理论与方法引进到第四纪地质研究中,用“基准面旋回”的概念,结合岩石地层、气候地层、年代地层、磁性地层等多重地层划分方法,.建立了区内等时地层格架和对比依据。并从标准孔的研究入手,通过古土壤、古暴露面及其所对比的剥蚀面和沉积界面的识别研究,解决了标准孔与一般钻孔的气候旋回等时对比问题,对新发现的浙江跨湖桥文化与古环境的研究进行了有益的探索。在厚覆盖区第四纪地质图的表现形式上增加了较多的非正式岩石地层单位,丰富了图面内容。
2.1.4 东南沿海中生代火山岩
近几年来,沿海诸省通过区域地质调查和综合研究,基本查明了区内火山活动期次和火山活动规律,并通过精确的同位素定年,进行了火山地层的划分与对比,证实了磨石山群火山岩年龄主体为早白垩世(137.7~113Ma)而非以往长期沿用的晚侏罗世,这对重新认识东南沿海晚中生代火山岩时空展布与成因机制具有重要意义。为进一步研究东南沿海火山岩带的构造演化奠定了基础。
2.1.5 陆相红盆区调方法研究总结
在1:5万金田、澧田等幅区调工作中,针对中生代陆相红盆,以层序地层学理论为指导,从划分构造界面入手,用岩性、岩相调查相结合,对各类构造界面性质和沉积体的物质组成、结构特征、形成环境、时空展布及相互叠置关系等进行调查和研究,建立了陆相岩石地层层序,划分了岩石地层单位,在此基础上进行填图,地质图内容十分丰富。
2.1.6 计算机填图方法试点
作为中国地质调查局第一批计算机填图试点,福建省地质调查院率先用计算机填图方法完成了1:5万东山县、宫前幅区域地质调查。完善了区域地质调查野外数据空间与属性的数据模型及其相关标准和技术规程,并实现了多源区域地质调查信息的形成、组织、集中、保存、检索与分析,在不同G1S平台上建立了面向多源信息管理与分析的G1S区域性区域地质调查空间综合地学信息系统。
2.2 区域物、化、遥工作
7年间,中国地质调查局在华东地区共部署区域物探、化探和遥感调查项目28项,共获资金17547万元,其中,中国地质调查局投入资金81万元,地方配套资金9350万元。
2.2.1 区域物探工作
部署完成了福建省西部区域重力调查,完成重力测点3870个,调查面积22916.5km2。至此,华东地区的区域重力调查已经全面完成。
开展了长江三角洲地区配合区域地质调查和环境地质调查的物探方法应用示范,完成了长江三角洲(长江以南)调查面积30340km2,补充了重、磁、电测深数据,并进行了综合解释和编图。
2.2.2 农业地质(生态地球化学)调查
该项工作可分为两个阶段,前期,在江西南昌地区、江苏南京地区及福建厦门—漳州地区分别开展了多目标区域地球化学调查方法实验和调查实验,开展了多目标地球化学调查有机污染成分分析方法和有效态分析方法的研究。从2002年,由中国地质调查局分别和浙江省、江苏省、福建省、安徽省、江西省以及上海市人民签署了省(市)、部级合作开展农业地质(生态地球化学)调查的协议。总计完成了多目标区域地球化学调查面积23.7万km2,获得了海量的测试数据。依据土壤环境质量,对226440km2土壤进行分析,圈出Ⅲ类、超Ⅲ类土壤21483km2,发现了沿长江存在着区域性的Cd生态地球化学环境污染。发现了一批生态地球化学环境区和优质区,其中,适宜于发展绿色农业基地的面积140586km2,富硒土壤18294km2。调查成果受到地方各级的高度重视并显示出良好的社会效益和经济效益。与此同时,编制了多目标区域地球化学调查规范,开展了长江流域生态地球化学的综合研究,并就广州、武汉、成都三地区生态地球化学进行了预警,受到了党和国家***的高度重视。
2.2.3 遥感地质调查
开展了安徽、浙江、福建、台湾和上海市的省级遥感综合调查,完成遥感调查面积62万km2。同时,在东部重要经济区带、长江流域开展了基础地质环境遥感调查、监测和解译。
2.3 矿产调查评价
7年间,在华东地区共部署矿产调查评价项目73项,总计投入经费12078万元(表1)。完成的主要实物工作量为:钻探53760m,坑探4674m,1:5万化探13270km2。累计新发现物、化探异常283处,提交小型矿床19个、小型矿产地15处、中型矿床22个、大型矿床17个、超大型矿床7个。
表1 华东地区矿产项目分类
矿产调查评价结果显示出华东地区的黑色金属(金红石)、贵金属(银、金)、稀有金属(钽、铌、锂)、有色金属(钨、锡、铅、锌)和重要非金属(膨润土、高岭土、萤石、玻璃用石英砂)矿产均出现了良好的前景,钨、锡等优势矿产地位得到了显著增强。
表2 华东地区主要矿种量
黑色金属-金红石矿产:集中分布于苏北超高压变质带中,属榴辉岩型金红石矿床。
稀有金属矿产:主要与发育在江西和长江下游地区的燕山晚期碱性花岗岩建造有关,潜力巨大。已提交的矿产勘查成果报告主要为由江苏地调院承担的《江苏苏州善安浜钽矿评价报告》,提交超大型钽矿1处,伴生锂、铷、铯、铪量达中-超大型规模。
有色金属:钨、锡矿产是我国的优势矿种,华东地区主要产于赣南地区。已提交《江西会昌锡坑迳矿田及周边地区锡-铜多金属矿评价报告》,提交大型锡矿1处。正在实施的“江西诸广山—万洋山钨多金属矿评价”项目新发现3处具大-超大型远景的潜力矿区;“江西于都—全南地区钨矿评价”项目,已确定具中、大型找矿潜力的矿区(点)5处,具进一步工作意义的找矿靶区5处。此外,在扬子地台南缘的九岭—鄣公山—皖南隆起带,钨、锡矿产也显示巨大的潜力。
铅-锌矿产的找矿突破主要在于,认识了以往不被重视的元古界块状硫化物矿床的产出层位,提出了在利用1:5万水系沉积物测量和更大比例尺的土壤化探测量圈定的综合化探异常基础上,寻找该层位块状硫化物矿床的有效找矿方法,取得了福建尤溪峰岩、福建建瓯八外洋两处大型铅-锌-银多金属矿的找矿突破。该类型矿产的找寻,目前正方兴未艾,在北武夷地区、闽中地区和浙西南地区仍有较大的找矿潜力。
贵金属矿产(银、金)的找矿突破地区,主要分布于江西北部九岭地区赣东北地区和皖南地区,前两者为韧性剪切带型金矿,后者主要为石英脉型。
矿产综合研究:完成了武夷山、皖浙赣相邻区2个重要成矿区(带)的成矿规律与找矿方向综合研究,建立了成矿区(带)矿产调查评价的基础空间数据库,编制了一批综合性基础图件。
华东地区新一轮战略性矿产调查评价工作,实现了为国家宏观发展战略服务,为国民经济和社会发展提供矿产基础信息资料,为国土规划、保护和利用提供决策支撑服务的目的。同时,为后续矿产勘查评价和转入补偿费及其他资金勘查奠定了基础,带动了商业性地勘投入,推动了地方矿业市场的发展,为地方社会经济的发展作出了贡献。
2.4 地质环境调查评价工作
华东地区是我国经济、科技、文化最发达的地区之一。伴随着区域社会经济的快速发展,该区的自然环境发生了重大变化,环境质量急剧下降,引起了全社会的高度关注。为此,中国地质调查局成立之初,即在长江三角洲、东南沿海和淮河流域等环境地质和水问题突出的地区,部署了区域环境地质调查评价项目。其目的是查明工作区的环境地质条件和存在的主要环境地质问题,利用GIS技术,建立工作区的环境地质数据库或信息系统,实现调查与勘查成果全部数字化、评价预测的计算机化,为社会经济建设提供了强有力的地学技术支撑。同时,紧密结合社会经济可持续发展的目标任务,提出合理开发利用和地质环境保护、减灾防灾的对策和建议。
7年间,中国地质调查局在华东暨东南沿海地区(含广西、海南、广东)共部署水文、环境地质调查项目23项,工作性质包括基础调查、灾害预警和综合研究。共获资金7756万元。
2.4.1 主要进展及成果
长江三角洲地区地下水与地质灾害调查评价:将长江三角洲(长江以南)地区作为统一的地质单元,建立了区域基岩构造模型和第四纪沉积结构模型,查明了第四纪以来古地理环境演变过程和长江古河道的迁移演化特征,为建立地下水含水系统和地面沉降研究提供了可靠的基础地质依据。
运用GMS(3.1)地下水评价软件,在该地区建立了孔隙承压水三维地下水流模型,实现了整个地下水评价过程的可视化。
查明了区域地面沉降、地裂缝等地质灾害的现状、研究了其形成机理和基本特征,建立了地面沉降与地下水位之间的相关模型,评价了由此造成的经济损失,提出了相应的防治措施。
初步建立了全区的地面沉降监测网络的建设规划,并进行了初步实施,为满足和社会需求,防灾减灾提供了有力的技术支撑。
在GIS平台上,建立了以基岩构造模型、第四纪沉积结构模型、地下水含水系统结构模型为基础的、较为完善的“长江三角洲长江以南地区地下水与环境地质综合地理信息系统”,实现了对相关信息的查询、分析、编辑和管理。
2.4.2 淮河流域环境地质调查
初步查明了淮河流域不同深度地下水的污染组分及其分布,评价了地下水质量。结果表明,淮河流域浅层地下水水质普遍较差,以Ⅴ类水和Ⅳ类水为主,尤其是埋深小于20m的浅层地下水,Ⅴ类水和Ⅳ类水的分布面积达54260km2,占水质调查面积的91.6%;相比之下深层地下水(埋深大于50m)水质较好,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水分布面积达18955km2,占水质调查面积的32%。
评价了不同深度地下水的污染程度,进行了地下水污染程度分区。浅层地下水重度污染区分布面积16215km2,占水质调查面积的27.3%;中度污染区分布面积32221km2,占水质调查面积的54.49%;轻度污染区分布面积10829km2,占水质调查面积的18.3%。
探讨了浅层地下水的污染特征及对人体健康的影响。浅层地下水污染具有带状污染特征,沿污水河(沟)两侧附近浅层地下水受污染最为严重,居民患偏瘫、癌症患者较多。
初步查明了阜阳市的地面沉降现状、形成原因及所造成的危害。
2.4.3 东南沿海及重要经济区环境地质调查
在全面分析和调查研究了东南沿海地区海岸变迁、海水入侵、水土污染的现状、特征及其成因的基础上,总结了东南沿海地区缓变型和突发性地质灾害的类型、分布、成因和危害。
初步查明了东南沿海地区海岸环境、近现代海岸变迁及古海岸变迁特征。
根据地下水评价结果,分析了地下水的开潜力,提出了合理开发利用地下水、开发微咸水、半咸水的思路与建议。
初步查明了海南岛东北部和西南部、珠江三角洲经济区、福建沿海地区、广西北部湾和苏锡常地区地下水水质污染状况和成因。结果表明,东南沿海地区地表水污染越来越严重,导致浅层地下水污染面积和污染程度有扩大化趋势,常州等城市郊区有机污染物检出率较高。
应用地下水同位素地球化学方法,研究了苏锡常地区地下水补、迳、排条件、地下水流场变化,探讨了地下水污染源类型,为进一步开展该地区地下水污染调查奠定了较好的基础。
在调查东南沿海地区海水如侵类型、方式和分布范围的基础上,提出了海南岛西部和广西北海地区海水入侵主要由不合理的开地下水引起,同时出现了因高位养虾所致的海水入侵。
针对存在的主要环境地质问题提出了相关建议和防治对策,为地方制定相关规划提供了地质依据。
更新和新编了一批地质环境图件。
2.4.4 杭嘉湖平原1:5万生态环境地质调查试点
全面查明了区内的地层、第四纪古地理环境、土地利用、土壤环境质量及污染状况、地下水及开发利用、水环境质量及污染状况、岩土体工程地质特征、生态地质旅游等。
成功应用磁化率测试技术大面积开展了区域土壤环境评价研究工作,磁化率值的高低在一定程度上能够反映土壤污染程度和范围、能够反映不同土壤类型和不同利用方式下同种土壤化学元素的差异等,用“统一方法、分区评价”和“因子赋值、定量评价”的原则提出了一套新的生态地质环境综合评价方法。
编制了一套由70余张图件组成的生态环境地质图系。为生态环境地质调查起到了示范和指导作用。
应用MapInfo操作平台设计并开发出了“杭嘉湖平原1:5万生态环境地质调查试点”地理信息系统。
2.4.5 长江三角洲地区地面沉降调查与监测
在地面沉降调查的基础上,结合长江三角洲地区区域社会经济发展战略布局,按照长江三角洲地区地面沉降监测总体规划,制定长江三角洲地区地面沉降监测网建设技术标准和监测技术要求,建设统一的区域地面沉降监测网,为实现长江三角洲地区地面沉降的有效监测、综合研究以及制定科学的防治对策提供基础保障。目前,按照统一规划设计、统一技术标准、统一数据平台的要求,长江三角洲地区地面沉降监测网的建设正在进行中。
2.4.6 沿海主要城市环境地质综合研究
本着分片研究、整体综合的研究思路,重点分析研究了环渤海、长江三角洲、珠江三角洲三大城市群的区域地质构造和近代地壳活动性、区域气候与水文特征、区域地形、地貌、区域岩性结构特点、水条件、其他地质;系统梳理和归纳出东部地区城市可持续发展有重大影响和总体效应的6类主要环境地质问题:水短缺和不合理开发利用、地面变形加剧、水土环境污染日趋严重、沿海城市面临海平面上升的威胁、地震威胁、南水北调和三峡工程对长江三角洲及有关城市的影响。
在深入分析评价城市环境地质问题形成的地质背景因素、人类工程经济活动因素,主要环境地质问题及其发展趋势对城市建设和发展造成的危害及影响的基础上,从宏观和战略的高度,对东部地区城市化与地质环境良性协调发展的途径进行了探索,提出了“立足本地区水,走节水型发展道路的城市水供需平衡方略”、“地面沉降与开利用地下水协调共存”、“城市规划和建设对地质环境中某些不稳定因子的防范与协调”、“固体垃圾处填埋与地质环境适宜性的协调”、“城市地质的开发利用,要有利于城市的可持续发展”、“滨海城市的规划、建设要适应防御海平面上升危害的需要”等对策和建议。为了确保在城市规划和建设中能够实现对地质环境的合理利用,报告提出了“加强相关法规建设”、“完善城市管理体制”、“加强城市环境地质专题研究和评价的力度”、“进一步拓宽城市环境地质工作的投资渠道”等措施。
3 展望
“十一五”是国土大调查的最后5年,2006年又是实施“十一五”规划的第一年。中国地质调查局按照国土部总体工作部署,根据新形势、新任务和新要求,提出了地质大调查工作的重点领域、重点方向和重点任务。主要任务是:通过“十一五”地质大调查,更新一批基础地质图件,建立地质调查信息化服务体系;完成主要成矿区带重要矿产潜力评价,发现一批新的矿产勘查后备基地;完成我国主要盆地的地下水调查评价,初步掌握东部地区地下水污染状况;科学评价地质环境,建立一套地质环境与地质灾害监测防治系统;发展重大地学理论,使我国地质调查相关科学技术达到国际先进水平。
3.1 基础地质调查
继续开展1:25万区调修测(7幅),开展海岸带及环境脆弱区1:25万区与环境地质调查(5幅),开展武夷山、浙、皖、赣相邻区重要成矿区(带),东部重要城市及人口密集区1:5万区与地质调查和1:5万航空物探调查,以及中国东部重要经济区带、长江流域区域地质环境遥感调查与监测。
完成长江流域经济带、沿海经济带1:25万多目标区域地球化学调查,开展区域地球化学数据库建设和区域性综合研究。
继续推进并全面完成上海、杭州、南京城市立体地质调查的试点工作,建立并推广城市地质调查工作方法体系。
以大区为单元开展新一代全国区域地质志编制及系列综合编图试点。
在重要成矿区带开展新引进的航空重力、航空瞬变电磁等航空物探新参数(或综合参数)的试生产工作。建立区域物探数据库,编制1:25万(或1:20万)区域重力调查和航空物探测量系列图件,并对重要成矿区带进行编图和综合研究。
继续在东部沿海地区、长江流域,开展地质环境遥感调查和动态监测工作;在重要成矿区带,利用高精度航空相机、数字相机和POS系统,开展1:5万等航空遥感调查工作。
完成覆盖区和重要农业经济区的多目标区域地球化学调查。开展重要经济区带的区域生态地球化学评价。推动开展不同级次的土地生态地球化学评估,在全国起到示范作用。全面开展生态地球化学调查数据的应用研究与应用推广工作。开展有机污染物地球化学调查试验,启动有机污染物地球化学调查。
开展深穿透地球化学与隐伏区矿产勘查技术等研究,在重要成矿带开展地球化学深部找矿试点工作。
3.2 矿产调查评价
坚持以铜、铁、富铅锌、优质锰、铝土矿、铬、钾盐、锡、钨、镍等为主攻矿种,开展在长江中下游、南岭东段成矿区(带)、武夷山成矿区(带)重要矿产潜力调查,逐步缩小靶区,对重点矿产远景区开展评价,力争获得找矿重大突破。
长江中下游地区:重点开展中浅-深部隐伏找矿方法研究、试验和试点工作,为开展东部重要成矿区(带)中浅部-深部(500~1000m)隐伏矿床找矿工作,打好基础,做好试点。
南岭地区东段:以锡、钨多金属为主攻矿种。锡矿重点围绕诸广山—万洋山岩体开展调查评价;钨矿重点在江西崇余犹、“三南”地区、赣县—于都地区开展调查评价。主要工作内容包括战略性矿产远景调查,异常查证和矿点检查、重要矿产地评价工作,力争取得锡、钨找矿新的突破。对区域锡、钨多金属潜力进行总体评价。预期提交一批大中型矿产勘查基地。
武夷山地区:主攻铜、铅锌。重点开展闽中—浙西南地区铅锌矿远景区、福建上杭—云宵和江西寻乌—铅山铜矿远景区的调查评价。通过开展战略性矿产远景调查,优选一批找矿靶区,开展预查-普查,提交一批大中型勘查基地,力争取得铜矿找矿突破。
同时与中国东南大陆周边国家(地区)合作开展成矿地质条件对比和潜力评价,研究提出一批境外找矿远景区(带),为开展境外矿产潜力调查提供基础资料和决策依据。
3.3 地质环境调查评价
在长江三角洲地区和淮河流域平原区,以区域地下水系统为单元,以浅层地下水及其环境系统为对象,系统开展无机污染和有机污染调查,查明地下水污染状况,综合评价地下水污染程度及变化趋势,建立地下水水质与污染预警系统。
完成1:25万地下水污染调查66000km2,1:5万地下水污染调查15000km2。在已建成的长江三角洲地区地面沉降监测网基础上,继续开展长江三角洲地区地面沉降检测与网络管理。
在“十一五”工作的基础上,继续开展主要城市的环境地质问题及其成因调查评价,查明制约城市建设和发展的主要环境地质问题,提出环境地质问题及地质灾害防治对策建议。
The Summarization in“the 10th Five-year Plan”and Prospect in“the 11th’s” of GeologicalSurvey in the Eastern Areas of China
Guo Kunyi
( Nanjing Institute of Geology and Mineral Resources, Nanjing 210016)
Abstract: The China Geological Survey formally founded on July 16th in 1999, its primary goal is: assuming, organizing and actualizing national basal and public welfare geological survey and strategically prospecting of mineral resources. Also supply geological basic data for national economy and social development, and public welfare service. In the past six years, under the leading of the China Geological Survey, through scientific arrangement and choiceness organizing, this item gains remarkable success and social economic profits on basic geological investigation, raisal of environmental geology and investigation of mineral resources by lying new theory, technique or method.
地理知识点总结
火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分,加之上覆岩层的围压,使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出,当岩浆上升靠近地表时,压力减小,挥发分急剧被释放出来,于是形成火山喷发。火山喷发是一种奇特的地质现象,是地壳运动的一种表现形式,也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。
编辑本段火山喷发的类型
因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境(陆上或水下)等诸因素的影响,使火山喷发的形式有很大差别,一般有这样一些分类:
裂隙式喷发
岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表,称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象,喷出物多为基性熔浆,冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于中国西南川、滇、黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处,在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动,故又称为冰岛型火山。
中心式喷发
地下岩浆通过管状火山通道喷出地表,称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式,又可细分为三种:
(1)宁静式:火山喷发时.只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出,顺着山坡缓缓流动,好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主,熔浆温度较高,粘度小,易流动。含气体较少,无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表,又称为夏威夷型。这类火山人们可以尽情地欣赏。
(2)爆烈式:火山爆发时,产生猛烈的爆炸,同时喷出大量的气体和火山碎屑物质,喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。1902年12月16日,西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠,同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发,就属此类,也称培雷型。
(3)中间式: 属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型.此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时,爆炸力也不大。可以连续几个月,甚至几年,长期平稳地喷发,并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表.该火山大约每隔2-3分钟喷发一次,夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰,故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。
(4)熔透式喷发
编辑本段火山喷发的阶段
1、气体的爆炸
在火山喷发的孕育阶段,由于气体出溶和震群的发生,上覆岩石裂隙化程度增高,压力降低,而岩浆体内气体出溶量不断增加,岩浆体积逐渐膨胀,密度减小,内压力增大,当内压力大大超过外部压力时,在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸,使岩石破碎,并打开火山喷发的通道,首先将碎块喷出,相继而来的就是岩浆的喷发。
2、 喷发柱的形成
气体爆炸之后,气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空,形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区:
(1)气冲区:它位于喷发柱的下部,相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大,虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度,但它也会被抛向高空。气冲的速度,在火山通道内上升时逐渐加快,当它喷出地表射向高空时,由于大气的压力和喷气能量的消耗,其速度逐渐减小,被气冲到高空的物质,按其重力大小在不同的高度开始降落。
(2)对流区:位于气冲区的上部,因喷发柱气冲的速度减慢,气柱中的气体向外散射,大气中的气体不断加入,形成了喷发柱内外气体的对流,因此称其为对流区。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质,靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大,约占喷发柱总高度的十分之七。
(3)扩散区:位于喷发柱的最顶部,此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升,柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散,故称其为扩散区。被带入高空的火山灰可形成火山灰云,火山灰云能长时间飘流在空中,而对区域性的气候带来很大影响,甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。
3. 喷发柱的塌落
喷发柱在上升的过程中,携带着不同粒径和密度的碎屑物,这些碎屑物依着重力的大小,分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点:
(1)火山口半径大的,气体冲力小,柱体塌落的就快;
(2)若喷发柱中岩屑含量高,并且粒径和密度大,柱体塌落的就快;
(3)若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多,柱体塌落的就快;
(4)喷发柱中若有地表水的加入,可增大柱体的密度,柱体塌落的就快。反之,喷发柱在空中停留时间长,塌落的就慢。
火山喷发并非千遍一律,像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发,事前熔岩已静静地流出,由于熔岩流动缓慢,因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸气爆炸(或蒸气猛烈爆发),则造成人员的重大伤亡。
在火山喷发过程中,挥发性物质充当了重要的角色,它不仅是火山喷发的产物,更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程,挥发性物质的活动无一不在起作用。
英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类
英国科学家认为:人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称,目前还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略,比如说如何阻止小行星同地球相撞,却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。
地球物理学家们断言,有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍,而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。
美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层,认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发,结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑,它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。
在写给英国自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述———很大一片地域会被熔岩覆盖,而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面,这无疑会使全球性的气候发生变化。
据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称,发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。 一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层,或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。这就是我们所看到的闪电和雷鸣。
当然,云层之间的放电主要对飞行器有危害,对地面上的建筑物和人、畜没有很大影响,云层对大地的放电,则对建筑物、电子电气设备和人、畜危害甚大。
通常雷击有三种主要形式:其一是带电的云层与大地上某一点之间发生迅猛的放电现象,叫做“直击雷”。其二是带电云层由于静电感应作用,使地面某一范围带上异种电荷。当直击雷发生以后,云层带电迅速消失,而地面某些范围由于散流电阻大,以致出现局部高电压,或者由于直击雷放电过程中,强大的脉冲电流对周围的导线或金属物产生电磁感应发生高电压以致发生闪击的现象,叫做“二次雷”或称“感应雷”。其三是“球形雷”。
编辑本段雷电的威力
雷电电流平均约为20 000A(甚至更大),雷电电压大约是10的10次方伏(人体安全电压为36伏),一次雷电的时候大约为千分之一秒,平均一次雷电发出的功率达200亿千瓦(一般电饭锅的功率低于1000瓦)。
我国建造的世界上最大的水力发电站——三峡水电站,电站的装机总容量为1820万千瓦,只有一次雷电功率的千分之一。
当然雷电的电功率虽然很大,但由于放电时间短,所以闪电电流的电功并不算大,一次约为5555度。
全世界每秒就有100次以上的雷电现象,一年里雷电释放的总电能余约为17.5亿千度。
若一度电的电费为0.30元,全世界一年的雷电价值为5.25万亿元,这是一笔巨大的财富,但由于雷电时间极短,人类还无法捕捉这种电能,目前世界上还没有研究出利用雷电电能的方法。
编辑本段雷电的危害
自然界每年都有几百万次闪电。雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。最新统计资料表明,雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位。全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数。据不完全统计,我国每年因雷击以及雷击负效应造成的人员伤亡达3000~4000人,财产损失在50亿元到100亿元人民币。
雷电灾害所涉及的范围几乎遍布各行各业。现代电子技术的高速发展,带来的负效应之一就是其抗雷击浪涌能力的降低。以大规模集成电路为核心组件的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备广泛运用于电力、航空、国防、通信、广电、金融、交通、石化、医疗以及其它现代生活的各个领域,以大型CMOS集成元件组成的这些电子设备普遍存在着对暂态过电压、过电流耐受能力较弱的缺点,暂态过电压不仅会造成电子设备产生误操作,也会造成更大的直接经济损失和广泛的社会影响。
雷击造成的危害主要有四种:
(1)直击雷
带电的云层对大地上的某一点发生猛烈的放电现象,称为直击雷。它的破坏力十分巨大,若不能迅速将其泻放入大地,将导致放电通道内的物体、建筑物、设施、人畜遭受严重的破坏或损害——火灾、建筑物损坏、电子电气系统摧毁,甚至危及人畜的生命安全。
(2)雷电波侵入
雷电不直接放电在建筑和设备本身,而是对布放在建筑物外部的线缆放电。线缆上的雷电波或过电压几乎以光速沿着电缆线路扩散,侵入并危及室内电子设备和自动化控制等各个系统。因此,往往在听到雷声之前,我们的电子设备、控制系统等可能已经损坏。
(3)感应过电压
雷击在设备设施或线路的附近发生,或闪电不直接对地放电,只在云层与云层之间发生放电现象。闪电释放电荷,并在电源和数据传输线路及金属管道金属支架上感应生成过电压。
雷击放电于具有避雷设施的建筑物时,雷电波沿着建筑物顶部接闪器(避雷带、避雷线、避雷网或避雷针)、引下线泄放到大地的过程中,会在引下线周围形成强大的瞬变磁场,轻则造成电子设备受到干扰,数据丢失,产生误动作或暂时瘫痪;严重时可引起元器件击穿及电路板烧毁,使整个系统陷于瘫痪。
(4)系统内部操作过电压
因断路器的操作、电力重负荷以及感性负荷的投入和切除、系统短路故障等系统内部状态的变化而使系统参数发生改变,引起的电力系统内部电磁能量转化,从而产生内部过电压,即操作过电压。
操作过电压的幅值虽小,但发生的概率却远远大于雷电感应过电压。实验证明,无论是感应过电压还是内部操作过电压,均为暂态过电压(或称瞬时过电压),最终以电气浪涌的方式危及电子设备,包括破坏印刷电路印制线、元件和绝缘过早老化寿命缩短、破坏数据库或使软件误操作,使一些控制元件失控。
(5)地电位反击
如果雷电直接击中具有避雷装置的建筑物或设施,接地网的地电位会在数微秒之内被抬高数万或数十万伏。高度破坏性的雷电流将从各种装置的接地部分,流向供电系统或各种网络信号系统,或者击穿大地绝缘而流向另一设施的供电系统或各种网络信号系统,从而反击破坏或损害电子设备。同时,在未实行等电位连接的导线回路中,可能诱发高电位而产生火花放电的危险。
编辑本段雷电的好处
雷电交加时,空气中的部分氧气被激变成臭氧。稀薄的臭氧不但不臭,而且还能吸收大部分宇宙射线,使地球表面的生物免遭紫外线过量照射的危害。闪电过程中产生的高温又可杀死大气中90%以上的细菌和微生物,从而使空气变得更加纯净而清新宜人。
据统计,每年地球上空会出现31亿多次闪电,平均每秒钟100次。每次放电,其电能高达10万千瓦时,连世界上最大的电力装置都不能和它相比。另外,大气中还含有78%不能被作物直接吸收的游离氮。闪电时,电流高达10万安培,空气中气体的分子被加热到3万度以上,致使大气中不活泼的氮与氧化合,变成二氧化氮。大雨又将二氧化氮溶解成为稀硝酸,并随雨水降至地面与其他物质化合,变成作物可以直接吸收的氮肥。据测算,全球每年由雷雨而“合成”的氮肥就有20亿吨。这20亿吨从天而降的氮肥,相当于20万个年产1万吨的化肥厂的产量总和!
编辑本段防范技巧
1、单位防雷电六大办法
(1)单位应定期由有资质的专业防雷检测机构检测防雷设施,评估防雷设施是否符合国家规范要求。
(2)单位应设立防范雷电灾害责任人,负责防雷安全工作,建立各项防雷减灾管理规章,落实防雷设施的定期检测,雷雨后的检查和日常的维护。
(3)建设单位在防雷设施的设计和建设时,应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点、雷电活动规律等因素综合考虑,用安全可靠、技术先进、经济合理的设计和施工。
(4)应用技术和质量均符合国家标准的防雷设备、器件、器材,避免使用非标准防雷产品和器件。
(5)新增加建设和新增加安装设备应用时对防雷系统进行重新设计和建设。
(6)雷灾发生时应及时向市防雷所上报情况,以便及时处理,避免再次雷击。
2、个人防雷电十大秘诀
(1)应该留在室内,并关好门窗;在室外工作的人应躲入建筑物内。
(2)不宜使用无防雷措施或防雷措施不足的电视、音响等电器,不宜使用水龙头。
(3)切勿接触天线、水管、铁丝网、金属门窗、建筑物外墙,远离电线等带电设备或其它类似金属装置。
(4)减少使用电话和手提电话。
(5)切勿游泳或从事其它水上运动,不宜进行室外球类运动,离开水面以及其它空旷场地,寻找地方躲避。
(6)切勿站立于山顶、楼顶上或其它接近导电性高的物体。
(7)切勿处理开口容器盛载的易燃物品。
(8)在旷野无法躲入有防雷设施的建筑物内时,应远离树木和桅杆。
(9)在空旷场地不宜打伞,不宜把羽毛球、高尔夫球棍等扛在肩上。
(10)不宜开摩托车、骑自行车。
编辑本段雷击的急救
一、主症
皮肤被烧焦,鼓膜或内脏被震裂,心室颤动,心跳停止,呼吸肌麻痹。
二、急救
1.伤者就地平卧,松解衣扣,乳罩、腰带等。
2.立即口对口呼吸和胸外心脏挤压,坚持到病人苏醒为止。
3.手导引或针刺人中,十宣,涌泉,命门等穴。
4.送医院急救。
三、预防
1.雷雨天不在室外走动或大树下避雨,拿掉身上的金属,蹲下防雷击。关闭电视、收音机,拔掉天线。
2.打雷时远离电灯、电源,不靠近柱和墙壁,防引起感应电。
3.在高楼须快入室,在高山快下来,下游泳快上岸。
4.关好门窗、家电、电视机及关电门。
5.在室外者感到头发竖立,皮肤刺痛,肌肉发抖,即有将被闪电击中的危险,应立即卧倒或原地,可避免雷击。
温带气旋是出现在中高纬度地区而中心气压低于四周近似椭圆型的空气涡旋,是影响大范围天气变化的重要天气系统之一。温带气旋的直径平均1000公里,小的也有几百公里,大的可达3000公里或以上。气旋随高空偏西气流向东移动,前部为暖锋,后部为冷锋,两者衔接处的波动南侧为暖区。温带气旋从生成,发展到消亡整个生命史一般为2-6天。同一锋面上有时会接连形成2-5个温带气旋,自西向东依次移动前进,称为“气旋族“。温带气旋对中高纬度地区的天气变化有着重要的影响,多风雨天气,有时伴有暴雨或强对流天气,有时近地面最大风力可达10级以上。
有一部分温带气旋,是热带气旋进入高纬度后,变性而成的。气旋性质已经从原来的暖中心,变为了冷中心。
温带气旋的演变过程,大致可分为初生期、发展期、成熟期(锢囚期)及消亡期。
(1)初生期:
原先地面上有一条静止锋,锋北面是冷空气,锋南面是暖空气,冷空气自东向西运动,暖空气自西向东运动,当冷空气向南插入锋下,暖空气向北抬升,并出现1~2条闭合等压线。
(2)发展期
随着波动的发展,气压进一步下降,闭合等压线增加,冷空气进一步向南推进,冷锋附近出现阵雨或阵雪,暖锋前也出现降水,降水区域扩大。随着气旋的发展,低层扰动逐渐向高层发展,气流作螺旋式的上升,高空低槽也逐步加深。
(3)锢囚期
气旋发展至最盛时期,自地面到500毫巴高度均已成为圆形闭合环流。地面冷锋逐渐追上暖锋,并将地面暖空气上抬,气旋开始锢囚。这时,云雨范围最大,强度加强,风力增大,天气变化最剧烈。但由于地面已为冷空气所占据,成为冷性涡旋,因而气旋开始减弱。
(4)消亡期
气旋发展的最后阶段,暖空气仅残留在地面东南角,低层整个气旋中心辐合加强,地面加压,已变为冷性涡旋,低压中心部位开始被填塞。从地面到500毫巴左右的闭合环流减弱,上升运动已消失,气旋减弱,以至消亡。
这几个阶段,为单个气旋的生命史。从初生到开始消亡平均需2天,长者可达6天,东亚和我国的锋面气旋的发展过程,一般为3天左右,短的约1天,长的约4~5天。
开展自然灾害学研究探索地球环境安危
1,太阳黑子和宁静日珥的平衡,太阳耀斑、爆发日珥和日冕瞬变等活动现象,都直接受太阳磁场的支配。 1是温度在正30摄氏度到负150摄氏度之间,2是有足够的水分、蛋白质、核酸和酶,3是适当的大气成分,4是足够的光和热。 九大行星中,一般把水星、金星、地球和火星称为类地行星,它们的共同特点是其主要由石质和铁质构成,半径和质量较小,但密度较高。把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星,它们的共同特点是其主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径均远大于地球,但密度却较低。冥王星是特殊的一颗行星。
2,月球距离地球384000公里,体积相当于地球的1/49。月球的半径大约相当于太阳半径1/400,而月地距离大约也相当于日地距离的1/400,因此,在地球上看,月球和太阳的大小差不多,月球表面高低起伏,月球上最显著的特征是星罗棋布的环形山,月球表面的重力相当于地球表面的1/6,没有大气和水分。 因月球靠反射阳光发亮,它与太阳相对位置不同(黄经差),便会呈现出各种形状。
发生日食时日地月三者的位置为:日 月 地 由于月球挡住了太阳光 所以 产生了日食 日食只可能发生在农历初一 因为只有初一时月球才处于日地之间
发生月食时日地月三者的位置为:日 地 月 由于地球挡住了太阳光 所以 产生了月食 月食只可能发生在农历十五 因为只有十五时地球才处于月地之间 通常根据农历日期计算每天涨潮的时间,计算公式如下,你列出的公式仅仅是一部分: 农历初一到十五:涨潮时间=日期*0.8 农历十六到三十:涨潮时间=(日期-15)*0.8 发射载人航天的最佳气象条件主要包括:无降水、地面风速小于每秒8米、水平能见度大于20公里;发射前8小时至发射后1小时,场区30公里至40公里范围内无雷电活动;船箭发射所经过空域3公里至18公里高空最大风速小于每秒70米,此外发射前后9小时不能有雷电。
计算很复杂看这个://.ehystudy/html/5/291/322/2006/8/li4264234016148600214792-0.htm
好了好了,其他的自己找吧,很难复制的......
太阳燃烧了46亿年,为什么还没烧完?其内部机制人类能模仿吗?
地球环境的安危是关系人类兴衰的重要因素,地震科学是迄今最明朗的研究地球灾害的一组环境安全科学,已经为开拓广义自然灾害学提供了科学前提。但自然灾害的概念范围则更为广阔,包括源发性的地质灾害(火山、地震、地内气液爆炸、强热爆炸、地光地火等),气象、水文灾害(超低温、特高温、奇旱、暴雨洪涝、厄尔尼诺现象、强台风、局部强气候异常等),天文灾害(陨击、小行星撞击、宇宙粒子流、新星爆发、电磁异暴、慧星遭遇等)。导发性的外动力灾害有崩塌、滑坡、泥石流、冰崩雪封、海啸、尘暴、沙漠化、海空湍流、地陷、地裂、喷沙、冒水、岸区侵蚀、恶性堆积、水土流失、土壤劣化、水消亡、天然火灾、植被灾变、虫灾兽害、瘟疫、作物减产、水生锐减、生态环境破坏等。据有史以来文献记载估算,人类的文明经济总额的80%毁于上述这些自然灾害,只有20%用于正常消耗。人类历史的兴衰也是严格受控于自然灾害,毁害总额的90%则又集中于时间短促、灾害强烈的灾变件中,人类历史的兴衰、迁徙乃至战争也都发生在这些灾变组合的韵律峰区间,地质历史时期,特别是显生宙灵生宙则更是如此,以1982年世界性的火山、地震、地火、气候异常、生态灾害已经给人类带来了巨大灾难为例分析,笔者提出着手综合性、多学科研究广义自然灾害学,这对于地球科学的理论扩展,利用自然规律开展多途径防灾祛难,保卫人类经济文明安全是很有意义的,也是环境地质学、地震地质学发展的必然趋势。
面对类型众多、机理尚不很清楚、发灾时空规律难以捉摸的自然灾害,我们如何开展探索呢?现提出如下几点意见。
(1)分析因果,建立成因系列关系。即从灾害现象入手,收集地学资料,抓住源发性内动力原因,构成因果成因系列链网。
(2)利用内在联系,开展学科相关性研究,从而使种类繁多的灾害简化成动力相关链。
(3)地球各圈层,包括地心、地幔、岩石圈、水圈、生物圈、大气圈、近地空间能量运动、物质交换存在着一个垂直热动力链,其垂直穿层运动强度,大大超过目前以水平圈层内运动的数倍至数十倍,特别在研究有质变意义的灾害、灾变时,更需导入这一现代地球动力学概念。
(4)从文史资料和灵生宙地史学分析、统计入手,编制时空分布频谱,总结出不同时空尺度的韵律周期,找出低潮和高峰。
(5)析滤灾变动力潮的根源。据笔者初步预计地球内部热动力占80%,天文宇宙动力即太阳系动力占20%,地内动力是源发性的、主导的,而地外因子是诱导性的。
(6)深入研究地球动力学,首先是上地幔和岩石圈的物质结构和动力学,同时分析天文因素,包括地外动力和物质交换过程。其必然导出统一的宇宙动力学体系和演化理论。
(7)探索建立现代化泛地学或天文、地学灾害观测技术系统,包括地质学、地震学、火山地热学、地球物理、相对论力学、数理水文气象学,监测、记录、传输、处理技术等,以求广泛、灵敏、实时地收集动态信息。
(8)建立综合的、专科的灾害学标志、预报知识和防治措施。例如灾前征兆、灾情指标、灾后现象、相关机理等科学积累和综合研究。
(9)进一步完善环境科学体系,把地球环境、天文环境、生态环境、文明经济环境的准静态研究提高到以灾害、灾变为中心的动态环境预测阶段。
(10)把灾害学科的创建、发展与当前人类的文明经济建设、环境保安、灾变预测密切结合起来,结合实际,探索科学的创建和发展。
(11)在分析研究问题时要充分利用已知的科学理论,特别是新理论,同时要为未知、将来、新发现、新理论留有足够的发展思维空间。
(12)多组织一些“超先科学”的学术讨论会,组织一批先驱性探索队伍和项目。
科学在加速发展着,近200年来全世界基本发展了以地球为中心的一组地球科学,如地质学中的矿产地质学、水文地质学,解决了一个贫富的问题,这可以称为第一发展阶段。近20年来,随着人类对地球环境的认识进一步深入,感到地球环境是人类生存至关重要的大事,从而产生了以探索地球环境为中心的第二发展阶段,出现了像地球环境科学、环境地质学、地震科学等一类的学科,开始着手解决人类在地球上能否良好生存下去的重大课题。近两年来笔者已明确提出要步入地球自然灾害学研究的更新阶段设想,即可解决危在旦夕、带有灾变毁灭性旦夕存亡、兴衰瞬变的灾害问题。灾害地质学的创立标志着地球科学进入了一个更有理论和实用价值的新高度。当然探索、创建这一更新的科学体系,在理论和技术上都存在极大的难度,但笔者深信,它对人类前程、地球科学和天体演化研究将产生新的希望,愿海内外有识之士共同努力,为人类的富裕兴盛、文明经济发展、环境安危、灾难预测和安全防范作出努力。
而面对这一新的发展趋势,地震科学的有关专家、学者按理应该最有实践和理论基础,最易理解并最能发挥先驱作用。
———录自:黑龙江地震科学学术讨论会会刊,1985
[墨西哥]科利玛峰西Y形圆涌构造
太阳的基本构造是什么?
笔者 东邪
如果要问地球生命的诞生和发展离不开哪一个关键因素,那应该就是太阳光的照射。在合适的环境中,太阳光的出现让生命的诞生成为了可能。经过几十亿年的发展,如今地球上任何一种生命都无法脱离与太阳的关系,草原、森林、高山上的植物需要吸收阳光来维持生命活动,即使长期生存在洞穴中的生物也需要依靠外界阳光对环境的作用而生。
如果地球有一天不再有太阳光照射,那么难以想象地球上会发生怎样的变化。因此太阳对地球生物来说极其重要,但太阳有一个地方让许多人不解,它的 历史 比地球还要悠久,地球如今也已经有45亿岁了,太阳似乎从形成之后就一直对外辐射热量和光。那么问题来了,太阳是如何做到几十亿年如一日地发光发热呢?
相信很多朋友都知道是核聚变反应。那么核聚变反应的原理是什么?为什么太阳内部的核聚变反应能够稳定且持续地发生呢?
太阳一秒钟可以释放多大的能量?
放眼整个太阳系,几乎每颗星球都能接收到来自太阳的能量,这源于太阳对外辐射的庞大能量。根据天文学家的估测,太阳一秒钟释放出的能量大约是3.9*10的26次方焦耳,这些能量释放出去后就会四处传播,因此太阳系内的每一块空间都存在来自太阳的能量。但是地球接收到的太阳能量大约只有7.3*10的17次方,还不到太阳一秒钟辐射能量的10亿分之一。
而在照射到地球的这部分能量中,又只有不到一万分之一的能量被人类直接利用,因此按照数量关系换算下来人类直接利用的太阳能量只占到太阳一秒钟辐射总量的20万亿分之一。如果你对这些天文数字没有概念的话,那么可以这么理解,太阳一秒钟辐射的能量大概是人类 社会 一年消耗的总能量,由此可见太阳释放的能量庞大到难以想象。
根据爱因斯坦提出的质能方程,能量和质量是可以相互转换的,太阳一秒钟要释放出3.9*10的26次方焦耳能量,那么它至少需要消耗420万吨质量的物质。即使这部分质量损耗对太阳整体质量来说不算什么,但随着时间的推移,质量损耗在不断地累积,太阳终究还是会出现明显的质量亏损,主要表现为体积缩小,但太阳并未出现过这种情况,这是为何呢?
太阳持续燃烧的机制是什么?
原因就在于太阳内部的反应并非简单的燃烧反应,而是核聚变反应。地球上大多数燃烧反应都是氧化反应,一分子的原料很难生成超过10分子的能量,而核聚变反应所需要的原料很少,但能够释放出庞大的能量,这就是太阳坚持几十亿年如一日地燃烧,但质量未出现巨大亏损的主要原因。
核聚变反应的原理其实并不难理解,反应从最简单的氢原子开始,4个氢原子在高温高压的环境下聚合形成一个氦原子,这个聚合的过程会辐射出伽马射线和中微子,它们就是辐射能的主要组成。太阳内部的氢核聚变反应之所以能够持续进行下去,另一个重要的原因是该反应用的是链式反应,这种反应的原理有点像多米诺骨牌,反应一旦开始了就会连环进行下去。
如今太阳已经步入中年,它在前半段的生命中燃烧了将近50亿年,未来还会继续燃烧50亿年,而能够支撑太阳如此久的原因就是太阳的反应原料十分充足。据研究发现,太阳主要由氢元素和氦元素组成,目前氢元素占总量的四分之三,氦元素占总量的四分之一,这意味着太阳未来还有很充足的“资本”继续燃烧。
太阳内部的核聚变反应为何能长期稳定地进行?
科学家发现太阳内部的反应秘密后,也提出想法制造“人造太阳”,模仿太阳内部的核聚变反应来产生庞大能量,但关键问题是核聚变反应很难被控制住,人类目前尚未掌握可控核聚变的技术。科学家表示,如果想要让核聚变反应变得可控,那么需要营造上亿温度的环境,而且维持时间要足够长,目前没有一个国家能够做到这一点。
实际上人类早在上世纪40年代就实现了核聚变反应,它的典型应用就是氢弹。然而氢弹也是不可控的,反应一引发后就会发生爆炸。那么太阳内部的核聚变反应为什么能够稳定地进行呢?一方面是因为太阳内部的辐射压和引力形成了动态平衡,另一方面是因为太阳内部存在量子隧穿效应。
一般情况下,量子隧穿的发生需要足够的能量,但是太阳内部的量子隧穿并不需要充足的能量也有一定的概率发生,只不过量子隧穿效应发生的概率很小。一旦量子隧穿效应发生后,氢原子之间发生聚合的概率就大大增加了。尽管发生量子隧穿效应的概率很小,但太阳的质量和体积都非常庞大,存在巨大数量级的粒子参与反应,因此最后还是能发生相当大规模的量子隧穿效应。
太阳活动会给地球造成什么影响?
地球上任何事物都有正反两面,宇宙中的事物也是如此。太阳一方面给地球带来了光和热,另一方面也会影响地球生物的生存,例如太阳活动对地球会产生明显的影响。太阳大气层中发生的所有活动统称为太阳活动,包括太阳黑子、光斑、耀斑、日冕瞬变等。太阳活动的周期大约是11年,当处于活动剧烈期时,太阳会释放出大量辐射。
这些辐射流与地球大气作用会造成极光、磁暴或电离层扰动等现象。目前人类的无线电通讯需要靠电离层的反射来实现远距离传播,一旦电离层被扰动了,那么无线电通讯就会陷入瘫痪。此外,太阳活动还会影响地球的气候变化,影响许多地区的降雨量。
2012太阳活动高峰期的到来,会对地球的气候有什么影响?对于农作物农产品的生产有什么影响?
太阳的结构:
太 阳 sun
太阳系的中心天体,太阳系的九大行星和其它天体都围绕它运动。在天文学中常以符号⊙表示。它是系中一颗普通的恒星。位于距银心约1万秒差距的旋臂内,银道面以北8秒差距处。它一方面和旋臂中的恒星一起绕银心运动,另一方面又相对于它周围的恒星所规定的本地静止标准——银经56度,银纬+23度——作每秒19.7公里的本动。在太阳中心区的氢核聚变产生的能量,主要以辐射形式稳定地向空间发射。由于能量的产生和发射基本上已达到平衡,所以目前就整体而言,它处于稳定平衡状态。
基本数据
研究太阳系天体特别是小行星爱神星的运动,和地球对于在它附近的天体的摄动,可以测定日地距离、太阳半径,求得太阳对地月系的质量比,从而求得它的质量。通过对太阳的光谱分析可以得知太阳的化学成分。太阳大气中氢和氦占绝大部分,其它是一些较重元素,按质量计,氢约占71%,氦约占27%,其它元素占2%。通过光度测量可以求出太阳的总辐射能和有效温度。利用这些观测数据和地球上已经证实的物理规律,如氢核聚变的反应率、物质传播辐射的机制等,我们就可以推测出太阳内部的结构。
太阳基本数据
日地平均距离
1亿5千万公里
平均角直径
31’59”.3
半径
70万公里
扁率
0”.05
质量
1.989X1033克
平均密度
每立方厘米1.409克
总辐射功率
每秒3.83X1033尔格
有效温度
5770K
自转会合周期
赤道26.9天,极区31.1天
光谱型
G2V
目视星等
-26.74等
绝对目视星等
4.83等
表面重力加速度
274米/秒2
表面逃逸速度
617.7公里/秒
中心温度
约1千5百万度
中心密度
约160克/厘米2
中心压力
年龄
50亿年
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大气层
太阳是我们唯一能观测到表面细节的恒星。我们直接观测到的是太阳的大气层,它从里向外分为光球、色球、日冕3层。虽然就总体而言,太阳是一个稳定、平衡、发光的气体球,但它的大气层却处于局部的激烈运动之中。最明显的例子是标志太阳活动区的生长和衰变的黑子群的出没,Ha单色像中观测到的日珥的变化,耀斑的爆发等。由于这些激烈的运动,太阳的表面结构必然是不均匀的。此外,我们还看到不断运动和变化着的米粒组织、谱斑、色球网络、针状物、喷焰、冲浪等。太阳周围的空间也充满了从太阳中喷射出来的剧烈运动着的气体和磁场,其影响范围一直延伸到太阳系边缘。因此,我们现在对太阳的理解就和20世纪初期的理解——太阳只是一个具有明晰边缘的发出光和热的气体球——很不相同了。
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辐射
占太阳辐射总能量99.9 %的辐射都集中在0.2-10.0微米波段内,这一部分辐射是稳定的。但是从紫外线到Υ射线波段和从红外线到米波射电波段的辐射,就其总能量来说,虽只占太阳辐射总能量微不足道的一部分,但它们的变化幅度却是很大而且极不稳定的。这些波段的辐射主要来自太阳色球和日冕中密度极为稀薄的等离子体中。这些波段经常产生各种类型的爆发,表明上述区域存在激烈的物质运动。
太阳还把大量物质粒子射入空间,这些粒子必须具有大于逃离太阳表面所需的动能。这种动能是在太阳表面或上层通过种种加热、加速机制获得的,是在这些层次中由于电磁力和运动的耦合造成的。
太阳就是通过这些稳定的辐射和爆发,通过稳定的太阳风和爆发性的粒子流以及和它们联系在一起的磁场,影响着地球,造成各种地球物理现象和气候的变异,从而影响到人类的日常生活和航天事业。
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内部结构
造成太阳辐射和活动的动力来自太阳内部。太阳中心的气体必然承受整个太阳的自引力所造成的压力。由于太阳质量很大,中心压强极高,处于太阳中心的气体必然具有极高的温度——1千5百万度左右。在这里,富含氢元素的太阳气体通过质子—质子反应和碳氮循环把质子聚变为α粒子,从而释放出巨大的能量来维持太阳的平衡。根据目前对太阳内部氢含量的估计,这种状态还能维持约50亿年。
太阳内部产生的能量由太阳内部传播到光球表层,并向外发射。虽然产生的能量和发射的能量在数量上是相等的,但它们的性质却因经历了很长的、由内向外的辐射转移过程而大大改变。在核心,热动平衡温度量级是1千5百万度,而在太阳表面有效温度只有5500度。按普朗克辐射理论,中心辐射的频谱和表面辐射的频谱就大不相同。辐射从内部向外的转移过程是太阳各层物质吸收、发射、再吸收、再发射的过程。因此,从太阳核心区产生的Υ射线,经过从核心到表面的行程,就逐步降低它的频率,变为硬X射线、软X射线、远紫外线、紫外线,最后以可见光的形式被我们观测到。从太阳内部向外的温度变化必须保证各层次的辐射压强和重力的平衡,才能维持太阳整体的平衡和稳定。从这个事实可以得知,是太阳内部能量向外传播所要求的辐射平衡保证了太阳整体的流体静力学平衡。
但是,在太阳中心的一个小范围内以及从太阳表面向内延伸到太阳半径约1/4处,流体静力学平衡就遭到破坏,造成流体的流动。在中心区,对流核的产生是因为原子核反应所造成的温度梯度超过了辐射平衡所容许的程度;在外层的对流层,则是由此层内氢的电离造成气体比热增加,破坏了辐射平衡所要求的温度梯度,从而破坏了流体静力学平衡,产生流动,进而发展为湍流。对流层的湍流场从对流层底部一直延伸到光球表面。太阳内部能量中的一小部分变成湍流场的动能和物质的热能,层层向外传递。这就是我们从光球、色球和日冕中看到的种种运动着的状态以及种种不稳定的爆发的能量来源。
综合上述物理过程,结合我们观测到的太阳的质量、半径、光度和化学成分,进行“由表及里”的理论计算,我们可以求得一个在光度、质量、半径方面都能符合实际观测的太阳内部温度和密度的分布图。
这样求得的太阳内部结构的图象还不是最后的图象,因为它有一个很大的矛盾,即著名的中微子之迷。这就使人们怀疑上述太阳内部结构图象是否正确。但到目前为止,还没有人提出能够解决此矛盾的新理论。
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太阳活动和磁场
太阳活动的能量只占太阳总能量的极小部分。目前,人们认为这种活动只是太阳表层物质运动和变化的结果,不涉及太阳本体的基本稳定。对流层的湍流场是调制太阳活动能量的枢纽。参加调制的因素还有太阳自转和对流层内大尺度环流。由于这两个因素都是有规律的,而湍流场基本上是无规则的运动,所以太阳活动就呈现出既有规律性又有随机性。这充分反映在太阳黑子、日珥、谱斑的出没和耀斑的爆发之中。这些太阳活动现象的发生,与太阳磁场密切相关。
太阳磁场的来源还不清楚。虽然,在磁场中导电流体的流动可以强化磁场,但是,必须要有磁场和流体的耦合,才能通过流体的放大作用产生一定规模的磁场,如我们在太阳表面所观测到的那样。太阳的较差自转,对流层内大尺度环流以及对流层湍流场的交互作用,在一定的时间内,会在对流层上层某些区域形成某些具有一定花样的磁结构。因为磁场的压强平衡了一部分辐射压,所以在等温条件下,磁结构内的物质密度就会小于周围环境的物质密度。于是在同样的重力场作用下,磁力线管就会受到浮力而上升,在日面上形成以黑子群为主要标志的太阳活动区。在太阳活动区里,各种表征太阳活动的现象,如黑子、耀斑、冲浪等就比不存在这样的磁结构的区域多得多。在太阳活动区外,最多只会出现个别的黑子、宁静日珥等。自然,在太阳活动区内和它的上空,磁力线管的结构和密度都与非活动区不一样,因此导电气体和磁力线的交互作用所产生的各种非热辐射和粒子加速现象,就远较非活动区为多而且剧烈。
近年的观测表明,在太阳活动区上空,磁场基本上是闭结构;而在非活动区上空,特别是冕洞区域,磁场基本上是开结构。在开结构区日冕电子温度一般约为1百万度。而在闭结构区,日冕电子温度就达250万度。二者的差别反映了磁场在加热导电气体中所起的作用。我们所观测到的所有的太阳活动现象,如黑子、爆发日珥、耀斑、冲浪和日冕中的各种瞬变现象,冕洞的形成和消亡,太阳风中的等离子体的不稳定现象以及太阳X射线爆发,各种太阳射电爆发等,都是磁场——特别是活动区磁场——同这些区域内的等离子体交互作用的结果。
色球、日冕实际上是炽热的太阳本体到空间的边界层,通常是不稳定的。例如色球—日冕过渡层内的“反常温升”,就是一个非常值得探讨的等离子体问题。但其具体机制,却因为在这个区域内的磁结构的复杂性和不均匀性,还远远没有弄清楚。
光球表层下面潜伏磁场的存在和变化,是一个非常复杂的问题,具体的理论远未成熟。解释太阳活动的基本规律,如太阳活动的11年、22年、80年周期以及太阳活动区的日面分布规则等,都有待于这个问题的解决。
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起源和演化
太阳及其行星是约50亿年前由星际物质云在自引力作用下逐渐收缩形成的。有人认为,由于太阳比许多其它恒星包含更多的重元素——例如铁——可以推知太阳是第二代恒星,即形成太阳的气体云中包含着其它恒星经过核燃烧后散发到空间中的余烬。目前太阳的状况已经维持了50亿年左右。在它的氢燃料耗尽之后,将由氦和其它较重元素的核反应维持其能源。在此过程中,它将从目前的黄矮星阶段逐渐转变为红巨星,然后再转变为红超巨星。在所有的核能源都用完之后,太阳内部将没有能源来抵制引力坍缩,这就会使它的半径大大缩小,密度大大增加,从而使它的物质进入简并电子气状态,成为白矮星。等它不能再收缩的时候,就再也没有能量可释放,它的生命也就终止了,成为一个不发光的、处于简并态的冷“黑矮星”。它的寿命估计可达100亿年。太阳的演化是质量同太阳相当的恒星的典型演化过程。
太阳对地球的影响主要体现在四个方面:1.扰动地球上空电离层,影响无线电短波通信;2.扰动地球磁场,产生“磁暴”现象;3.作用于两极高空大气,产生极光;4.影响地球自然环境,产生自然灾害。
其实太阳活动对地球气候会有一定影响,但是具体是什么影响连科学家也说不清楚。其次对农作物的话是没有什么直接影响的,都是间接通过影响气候来影响农作物生产。比如自然灾害。
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