地球|火星变地球,解锁地球宜居之谜是关键( 三 )


2017年 , 利用镁同位素示踪技术 , 李曙光团队发现中国东部上地幔是一巨大的再循环碳库 。
“我们发现了我国东部地区出现了镁同位素异常现象 , 异常区域恰好与地震层析成像所揭示的西太平洋板块向中国东部大陆下俯冲 , 在地幔过渡带滞留的俯冲板片分布区完全重合 。”李曙光说 。
轻镁(一种异常的镁元素形态 , 与碳结合能形成碳酸镁等物质)“高亮”指示出的一块地幔犹如拼图 , 正好与更深层的地幔俯冲边缘围构成的范围吻合 。
正所谓“雁过留痕” 。团队推测二氧化碳会溶解于海水 , 并以碳酸盐形式沉积于海底 , 板块的俯冲把海底的沉积碳酸盐带入进入地幔 。
如果这是一种模式 , 那么 , 将为“原始地球大气的大量CO2去哪儿了”“地球走向宜居的减碳和增氧是怎么做到的”等问题给出线索 , 并可能由此找到改造火星大气的方法 。
更现实的意义在于 , “我们提出监测中国东部休眠火山(如长白山 , 五大连池等)和郯庐断裂带的现代二氧化碳排放量 。”李曙光说 , 碳储库在底下 , 一旦火山爆发将释放大量的二氧化碳 , 将对温室气体含量和气候产生较大影响 。
相关研究发表在《国家科学评论》(National Science Review)上 , 并获得了该期刊评选的2019年度最佳论文奖 。
这一论文随后却受到来自学界的挑战 , 有人认为可能是“扩散”的结果 , 也有人认为可能是原有尖晶石(主要成分为镁铝氧化物)再结晶的结果 。
科学探索总是在争论中越辩越明 。“我们欢迎这样的讨论 , 推动更进一步的研究 。”李曙光说 , 近期团队又补做了很多实验 , 例如通过锌的示踪发现 , 如果是“扩散说” , 那么锌镁应该同步扩散 , 但研究显示并非如此 。
受探测技术手段的限制 , 如果人类对深空、深海略知一二的话 , 那么“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!
学者们也在逐步探索用模拟的手段替代“亲临深地”的研究 。
就在不久前 , 一个更让人惊奇的研究发表 。北京高压科学研究中心的科学家通过高压化学研究发现 , 在180万米的地下 , 会发生与地表完全“逆向”的化学反应 。当人类拼命在地表寻找制备氢气的方法时 , 地下180万米的环境 , 却能够让水主动释放氢气 , 留下的氧负离子则进一步氧化氧化物(例如使氧化铁变成过氧化铁) 。
【地球|火星变地球,解锁地球宜居之谜是关键】“需要更强的技术创新 , 给地球科学家得心应手的手段 。”徐义刚呼吁 , 对深地过程与地球宜居性的研究给予高度重视 , 通过多学科的深度融合 , 启迪创新科学思想 , 孕育新的学科生长点 , 在“深地”领域凝聚我国的核心科学研究力量 , 为国家“深地”和“深空”战略提供重要科学支撑 。


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