地球|火星变地球,解锁地球宜居之谜是关键
受探测技术手段的限制 , “深地”仍是一个巨大的谜团 。一切对于矿产能源的技术应用 , 仅限于地壳一层 。一个更形象地比喻是:如果把地球比作一个鸡蛋的话 , 万米深钻连鸡蛋皮都没钻破!
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“天问一号”探测器正在奔向火星的路上 。人们对这一壮举充满期盼——迈向火星 , 人类将努力把它改造为宜居家园 。
天文学家认为 , 行星的宜居性取决于它与恒星之间的距离 。
但金星、火星和地球同样位于太阳系宜居带 , 为什么只有地球生机勃勃?
地球科学家认为 , 地球成为太阳系唯一有生命的星球 , 原因在于它的“内秀” 。
挺进“深地” , 探究地球演变机理 , 找到宜居的秘密 , 才能将地外行星收入囊中 。
“深地”时常空降惊喜:
一座巴西火山喷发 , “吐出”成堆钻石 , 研究发现 , 钻石来自地幔;
一块地球同时期的陨石“露富” , 有研究预测 , 地核中存储了超过全球储量99%的黄金;
……
相比宝藏 , 更令科学家心醉的是地球内部有它宜居的秘密 , 这将成为征服宇宙的起点 。
随着科技实力的大幅跃升 , 探秘地心的计划正在变成事实 。各国雄心勃勃 , 世界主要大国均对“深地”探测与地球宜居性的研究给予高度重视 。
中国的地球科学家们也正在推进“深地”科学研究 , 他们通过对地幔、地幔过渡带、核幔边界甚至更深的地核研究 , 来深度解析地球 , 研究地球如何通过几十亿年的演变变得宜居 。他们认为 , 只有懂得地球内部发生了什么 , 才能在地外空间寻找到宜居星球 。
一半是“火焰”一半是“海水” , 地球是个“双子座”
明丽的蓝色 , 不慌不忙地旋转……宇航员眼里 , 地球宁静瑰丽;
沉稳山峦、斑斓静秋、广袤大地、无垠大海……地表居住者眼里 , 地球固若金汤、沉稳矫健;
俯冲、跳变、喷薄、粘滞……在深地研究者眼里 , 地球简直是名“跑酷”选手 , 它的运动形态不仅多样 , 还极具变化 。
哪个是最真实的地球?地球其实是个“双子座” , 表面的沉稳是“假象” 。
“它的动是与生俱来的 。”中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所所长徐义刚研究员说 , 地球自形成之始经过数十亿年的演化 , 逐渐从相对均一、炽热的行星演变成具有良好层圈结构、生机勃勃的宜居星球 , 其根源在于拥有活跃的地球内部 。
“地球如果不动 , 它就死掉了 。”中国科学院大学地球与行星科学学院教授李忠海说得更直接 。
地球的动 , 带来了活力 , 带来了四季分明 , 但地球的动远不止带来了“风、花、雪、月” , 在地表之下 , 地幔、地核的运动才是地球生机盎然的源泉 。
最初的地球、火星、金星十分相似 , 到了40亿年—35亿年前它们开始分道扬镳:
金星发生了失控的温室效应 , 它的表面温度高达470摄氏度;
火星发生了失控的冰室效应 , 表面平均温度零下55摄氏度 , 大气密度相当于地球的1%;
而地球 , 最终拥有了充足的含氧大气 , 和生物接受范围内的相对恒定的表面温度 。
地球发生了哪些变化?徐义刚举了个例子 , 在大约二三千万年前 , 地球大气中二氧化碳的浓度从2000ppm下降到500ppm(人类在二氧化碳浓度为1000ppm时开始感觉困倦) 。
“在现有的知识体系下 , 温室气体的大量减少本应导致全球温度的下降 , 但事实上那时全球的温度基本没有发生变化 。”徐义刚说 。
“自相矛盾”的现象接二连三地出现 。例如 , 现在普遍认为地球上的氧气是由海洋微生物释放而来 , 但从30亿年前海洋中已经有蓝细菌和产氧的光合作用 , 而大约25亿年前地球大气才开始出现可观的氧气 。
“地球表层系统的研究已经非常深入 , 但难以回答多个矛盾事实出现的原因 。”徐义刚说 , “探究未解之谜 , 我们不能忽略地球深部是一个巨大的生命元素储库!”
储存、运转、释放、运转、再储存 。地球内部在“跑酷”!跟着一起的 , 还有各种生命重要元素发生着流转 。或许 , 上述没有带走热量的二氧化碳转向了地球内部 , 而地球本身的反应维系了整个温度的平衡 。
“‘深地’与浅表的联动机制正成为新的学科制高点 , 各国竞相布局 , 均在争取率先突破”
学术界开始意识到 , 地球内部碳、氢、氧、氮等生命元素的动力学过程 , 深刻参与了整个地球生命的循环 。
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