期刊,地球科学进展 2024年卷6期_国家学术搜索

期刊信息/Journal information

地球科学进展

主　　编：程国栋

出版周期：月刊

国际刊号：1001-8166

电子邮箱：adearth@lzb.ac.cn

电　　话：0931-4968256

邮政编码：730000

地　　址：甘肃省兰州市天水中路8号

地球科学进展/Journal Advances in Earth ScienceCSCD北大核心CSTPCD

查看更多>>本刊主要评述国内外地球科学最新研究进展，介绍全球变化的研究、可持续发展研究等综合性跨学科重大研究领域发展态势，报道边缘学科、交叉学科最新研究成果，推动高新技术在地球科学领域的应用，为综合性学术刊物。

正式出版

收录年代

水诱导的地幔反转与大陆起源

吴忠庆

551-564页

查看更多>>摘要：岛弧模型和地幔柱的海底高原模型是大陆起源的两个主流模型.相较于岛弧模型,地幔柱模型能更好地解释太古宙大陆的特征,但在解释太古宙陆壳源区富水这一关键特征时遇到了困难.最近提出的水诱导的地幔反转模型较好地解决了这个问题,同时还能解释太古宙多个令人困惑的现象.该模型指出,在地幔发生整体熔融的情况下,岩浆洋在中地幔深度开始结晶,形成外层和基底两个岩浆洋.由于下地幔矿物含水能力低,随着岩浆的结晶,最初含一定量水的基底岩浆洋将逐渐富水.水降低基底岩浆洋的密度.当水富集到一定程度时,基底岩浆洋的密度将不再高于上覆地幔,从而导致重力失稳,形成地幔反转.这种反转将水带到地球浅部,促进了大陆和克拉通岩石圈地幔等的形成.因此,太古宙大陆是基底岩浆洋演化的产物.当地幔反转耗尽基底岩浆洋后,太古宙型的大陆不再形成.太古宙末期对应着大陆形成机制的转变期,水诱导的地幔反转可以自然地解释为什么太古宙前后的大陆具有完全不同的特性.类似的,水诱导的地幔反转还可以解释其他多个长期困扰的现象,如:为什么几乎没有冥古宙的大陆,为什么太古宙的镁铁质岩石的源区具有原始地幔的组分且在整个太古宙几乎不变,为什么内太阳系只有地球具有大陆等.形成全地幔岩浆洋和岩浆洋含水是水诱导的地幔反转的2个前提.由于大撞击在全地幔岩浆洋形成中扮演了关键角色,月球远比我们想象的重要.

关键词：

太古宙基底岩浆洋水循环高温高压

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大气成因放射性宇生核素10Be指示土壤演化:机理与进展

刘彧刘金涛刘承帅罗维均...

565-575页

查看更多>>摘要：在全球变化背景下,我国土壤面临严重的污染、侵蚀和退化问题,正在威胁生态系统稳定性和粮食安全性.如何量化土壤的形成演化(时间和速率等)是地球科学领域的重要科学问题.大气成因放射性宇生核素10Be(以下简称大气10Be)是天然示踪剂,其在土壤中的含量受成土时间、地表侵蚀和化学风化等土壤演化过程综合控制,是定量示踪千万年来土壤形成演化过程的有效手段,具有广阔的应用前景.首先系统梳理了 10Be在地球大气层的生成、传输、沉降以及在土壤中累积和迁移过程的最新研究进展,指出大气10Be长期沉降速率及其在风化带中迁移性的精确估算,是该研究领域亟待解决的重要难题;其次评述了大气10Be用于估算成土时间、成土速率、指示土壤侵蚀及在坡地运移等方面的方法,提出深入调查区域地质和环境过程并对模型参数和结果进行合理约束,是应用大气10Be技术的关键前提.我国加速器质谱分析技术和能力的快速发展,将有力推动大气10Be技术在土壤演化定量研究中的广泛应用,帮助解决环境生态系统演变预测及耕地土壤保育等难题.

关键词：

大气10Be土壤成土时间成土速率侵蚀速率

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对流允许尺度区域气候模拟和未来预估的最新进展

熊雅婷董广涛

576-588页

查看更多>>摘要：伴随着近年来高性能计算资源的快速提高,模式的水平分辨率逐渐精细化.对流允许尺度(分辨率为4 km及以上)区域气候模式已成为当前区域气候模式发展和应用的主要方向之一.通过文献调研对对流允许尺度区域气候模式的4种建模方式、相比于传统分辨率区域气候模式的增值能力以及未来气候预估进行了回顾和总结.对流允许尺度区域气候模式无需使用对流参数化方案就可以显式表示深对流过程,在一定程度上改善了模式对复杂地形和地表强迫的表现能力.对流允许尺度区域气候模式在模拟降水特征(降水日变化、持续时间、次日尺度降水强度和短时强降水强度)、积雪特征(雪深和覆盖率)、中尺度对流系统特征(数量和周期)、热带气旋特征(强度、路径)以及城市热岛形态等方面存在显著增值能力.目前,对流允许尺度区域气候模式仍然存在诸多挑战和不确定性,今后可利用更高分辨率数据集、改进的云微物理过程和边界层参数化方案以及更高性能的计算资源,进一步提高对流允许尺度区域气候模拟和应用能力.

关键词：

对流允许尺度模式区域气候模拟增值未来气候预估

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自生黄铁矿指示海底甲烷渗漏

张企盈苗晓明常鑫孔凡兴...

589-601页

查看更多>>摘要：海底甲烷渗漏是海洋环境中甲烷的重要来源,对全球碳循环和极端环境生物地球化学循环具有重要影响,示踪和重建海底(古)甲烷渗漏活动具有重要的科学意义.在甲烷渗漏活动过程中,硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用普遍发育,从而改变孔隙水地球化学特征,并导致自生矿物的形成.其中,自生黄铁矿是硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用的典型自生矿物之一,可作为记录甲烷渗漏活动的良好指标.综述了硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用衍生自生黄铁矿的地球化学特征和形貌特征,评估了其在示踪和重建海底(古)甲烷渗漏活动的潜力.结果表明,自生黄铁矿的硫和铁同位素及原位微量元素和同位素可以有效识别硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用过程,甲烷渗漏环境沉积物中自生黄铁矿的形貌和含量与正常海洋沉积物存在明显差异,彰显了自生黄铁矿示踪和重建海底(古)甲烷渗漏事件的巨大潜力.

关键词：

甲烷渗漏自生黄铁矿硫同位素微量元素微生物硫酸盐还原

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蒙阴金刚石的形态形貌特征及其对深部熔流体性质和活动的指示

丁永康梁伟章丘志力邓小芹...

602-615页

查看更多>>摘要：金刚石在金伯利岩浆捕虏前的地幔环境及后续岩浆运移过程中熔流体的共同熔/溶蚀作用下,会产生复杂的晶体形态和表面形貌,这些形态形貌学的表观特征在一定程度上反映了地幔及金伯利岩浆运移过程中熔流体的不同性质.尝试通过对蒙阴金刚石的形态及其形貌学特征进行分析,结合国际大量模拟地幔及金伯利岩温压和化学环境条件下天然金刚石的熔/溶蚀实验的相关成果,对蒙阴金刚石所体现的地幔及金伯利岩熔流体活动的性质和特点进行讨论,得到以下几点认识:①蒙阴金刚石的地幔熔体熔蚀形态及形貌特征以低程度熔蚀的"八面体+三角/锯齿状薄层+联合凹坑/深蚀坑"的组合为主,严重熔蚀的"十二面体+深蚀坑"组合次之,结合统计分析,这在一定程度上暗示了华北克拉通古老岩石圈地幔所经历的小规模、低程度的橄榄岩—熔体反应,熔体性质为相对富CO2贫H2O的含碳酸盐熔体;②蒙阴3个金伯利岩矿带的金刚石溶蚀形态比例指示了其岩浆流体活动性具有一定差异,具有高比例溶蚀形态金刚石的常马庄矿带岩浆流体活动相对坡里和西裕矿带更强;③蒙阴金刚石岩浆流体溶蚀的形态及形貌以"四六面体+浅凹陷+溶蚀凹雕"组合为主,且大多数样品都表现出岩浆流体低程度溶蚀的叠加形貌,另外,所有浅的、独立的三角凹坑均为平底和具有截角的倒三角凹坑,未见特殊类型,以上特征均与浅成金伯利岩释放的富H2O贫CO2流体相关.上述结果表明,即使在比较有限的区域内,金刚石所记录的地幔及金伯利岩浆熔流体活动过程也存在不均一性,其形态及形貌特征可以作为研究地幔熔体及金伯利岩浆流体活动的一个重要参考,也从某些角度揭示出很多金刚石矿区不同岩体、矿带产出的金刚石的品质和品位存在明显差异的内在原因.

关键词：

金刚石金伯利岩形态及形貌学金刚石成矿

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全新世安达曼海周边区域火灾历史及其影响因素

梁诗晴罗传秀向荣ARIFUL Islam...

616-631页

查看更多>>摘要：火事件的发生与气候变化以及植被变化密切相关,系统性地研究全新世火活动的时空演化规律,可以更清晰地理解火活动机制与区域性气候、植物变化的关联,同时有助于预测未来火的演化趋势.为了解安达曼海周边地区火灾活动的演化以及可能的驱动因素,以安达曼海南部的海洋钻孔ADM-C1为研究材料,对其全新世以来的炭屑记录进行深入分析,并综合安达曼海周边地区其余的5个炭屑记录,重建了全新世以来安达曼海周边地区火灾活动的演变过程.研究表明,尽管点火、火灾天气和植被组成在各地不尽相同,导致火灾发生频率在区域和地方范围有所不同,但在广泛的气候变化背景下,全新世安达曼海周边各地的火事件发生频率变化具有广泛同步性.全新世安达曼海周边的火灾活动发生频率受到区域性植被和降水变化影响,并最终受控于印度夏季风强度的变化.与末次冰消期相比,12.0-9.0 ka BP安达曼海周边区域火灾活动的发生频率呈下降趋势,反映了印度夏季风降水逐步增加以及木本植物含量逐渐上升的区域环境;9.0～5.0 ka BP较低的区域火灾活动发生频率同时受到较高的印度夏季风降水量和区域木本植物含量的制约;5.0ka BP后高频的区域火灾活动更多反映了印度夏季风降水的降低.此外,研究结果还表明全新世安达曼海周边区域火灾活动发生频率与厄尔尼诺—南方涛动强度、印度洋偶极子位相和热带辐合带位置的变化相关.

关键词：

炭屑古火印度夏季风全新世安达曼海

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全球地表气温对CO2浓度变化的非对称响应:能量平衡模式研究

屈侠黄刚

632-646页

查看更多>>摘要：气候系统属性可影响二氧化碳(CO2)浓度变化背景下全球地表气温演变的非对称性,但目前仍不清楚哪些属性的贡献相对关键.因第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)试验样本不足,基于45个CMIP6模式数据,逐一构建了快速、再现能力理想的两层能量模型,共开展了 391组试验.该模型试验结果显示,在对称的CO2浓度上升和下降演变下,平衡气候响应、深海热容量和海表—深海热传输系数对全球地表气温演变的非对称性起主要贡献,它们主要通过改变CO2浓度下降期全球地表气温达峰后的降温速度来实现.因此,加深对气候系统平衡气候响应、深海热容量和海表—深海热传输系数的理解,有助于更科学地实现巴黎协定目标.

关键词：

全球地表气温非对称响应CO2浓度变化

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莱州湾南岸陆海交互地层间隙水有色溶解有机物的光谱特征研究

祝唐刘刘智丹邹立钟希煌...

647-658页

查看更多>>摘要：陆海交互区较高的固碳效率和较大的固碳潜力是在自然条件下长期解决气候变化和实现"碳达峰""碳中和"的重要方案.为揭示莱州湾南岸陆海交互层中溶解有机物的来源和赋存形式,丰富对陆海交互区的碳源和碳汇的认识,于2021年11～12月采集钻孔岩心间隙水,分析其有色溶解有机物的紫外可见吸收光谱和三维荧光光谱.分析结果表明,溶解有机碳与a(320)均呈现出第二次海侵后变化大、浓度高的特征,陆相间隙水溶解有机物组成和性质差别大于海相间隙水.经平行因子分析法鉴别和OpenFlour匹配的5种荧光组分中,除底层外,类腐殖质组分贡献为总荧光强度的77％.荧光指数和自生源指数表明岩心间隙水有色溶解有机物由微生物再生产活动贡献为主,埋藏越久,微生物贡献越为显著,陆相层和海相层没有明显差别.主成分分析结果表明,不同沉积阶段溶解有机物组成存在一定差别,但随着沉积过程的发生,间隙水溶解有机物组成和性质逐渐趋同.长时间尺度下腐殖质高度成熟.

关键词：

莱州湾南岸陆海交互地层间隙水有色溶解有机物

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《地球科学进展》杂志投稿须知(2024年1月修订)

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