国际地质新动态

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潘潇,编译.刘源骏,校.

加勒比海发现了世界最深的海底热液喷口

热液喷口位于英属拉丁美洲的开曼群岛 (Cayman Trough)海槽 5 000 m以下。这一火山烟囱喷出的水温度极高,足可以将铅熔化掉。海洋生物学家乔恩·科普利 (Jon Copley)博士说:“从黑暗的 3英里多深的海底隐约看到世界上最深的黑烟喷口,从二层楼高的矿泉顶端喷涌而出是多么壮观!”探险队领队道格·康奈利 (Doung Connelly)说:“我们希望借助这一发现能获得在这一地球上最极端的自然环境中,对生物受到的种种影响作出评估。”

在此之前,海底发现的最深黑烟囱是位于大西洋中脊,距海面 4 040 m的阿散迪兹 (Ashadze)热液喷口。当时借助于两种深海设备,一是称作“机器人潜水艇 Autosub60000”,它能为探险队绘制开曼 (Cayman)海底详细地图。另一设备是带有高清摄像机,称之为“HyB IS”的海底机车,到海底捕拍黑烟的图像。第一位驾驶遥控海底机车“HyB IS”深入世界最深火山喷口的地质学家布拉姆利·默顿 (BramleyMurton)说:“探测海底就好像是在另一个世界漫游,那矿物顶端彩虹般的色彩以及覆盖其上的发出蓝色荧光的微生物,美丽非凡,未曾见过。”

通过对生活在热液喷口附近并围绕地球的深海海底山脉生物的研究,考察队希望增加对海洋生物种群的生活方式进一步了解,以更好地保护濒危海洋物种。来自伦敦动物学会的高级研究员亚历克斯·罗杰斯 (Alex Rogers)博士说:“热液喷口附近的生物在密度以及生物量上都是惊人的。”

热液喷口喷发了丰富的金、银、铜和锌。近期又出现了新的深海石油勘探。加拿大一家小公司——鹦鹉螺矿物公司(NautilusMinerals)得到盎哥鲁——美国小巨人采矿公司的支持,刚刚得到来自巴布亚新几内亚政府的环保许可证,对俾斯麦海域的热液喷口进行世界上的首次深海采矿。巨人深海挖掘机将于今年建成,估计到 2012年,能从 1 600 m的深海将矿石开采出来。

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郭昆,编译.刘源骏,校.

大力支持风能的利用

建在陆地上和近海的风力发电站产生的风能保证了丹麦国内 1/5的电力供应。但萨姆索 (Samso)的丹尼斯岛的经验说明风力涡轮机发电并不是涡轮机越大效果越好。在离丹麦大陆海岸 19英里的地方,91个涡轮机高达 114 m,它们共同组成了世界上最大的近海风力发电站,产生的电量满足了 20万户家庭的需求。安德斯·埃尔德鲁普 (Anders Eldrup),作为管理世界最大近海风力发电站旗下的(Dong Energy)能源公司总裁,向 CNN透露 20世纪 70年代由于能源危机迫使丹麦把目光转向风能的过程。丹麦过去完全依靠从中东进口石油,自贸易禁运令颁布后整个国家已无法保证石油的需求,只有多渠道开发能源,保证国家对能源的需要。世界风能协会指出,目前风力发电占世界总发电量的 1.5%,尽管占的比重很小,但风能清洁和可再生的优点使之倍受各国政府的青睐。埃尔德鲁普说,由于一些政府资助风力发电,因此对于丹麦和欧洲其他国家经营风力发电的公司都有利可图。美国政府在过去一年的经济刺激方案使风能发电量增长了 39%,并认为在严峻的经济形势下风力发电量仍会继续增长。“微风”也在被普及,政府鼓励家庭用微型涡轮机发电以满足日常需要,美国政府给买微型涡轮机的公民补贴 30%的投资税额,其他国家政府不仅为安装涡轮机提供补助,还允许个人以高出市场价的价格将多余的电卖给国家。

萨姆索的丹尼期,一个只有 4 000人口的小岛,是典型的利用小规模的可再生能源的地区。在小岛的能源生产设施中有11个一兆瓦特的涡轮机,在 3英里海岸线内还有 10个涡轮机。小岛在用风能供电的同时也依靠秸秆焚烧供热,岛上的一些居民在屋顶安装太阳能电池板或利用地热甚至有的用新鲜的牛乳给屋内供暖。萨姆索能源研究院的杰斯帕·克捷姆斯 (Jesper Kjems)在接受 CNN采访时说,岛上的 100%的电能是靠陆上的涡轮机产生的,75%的热能来自热能厂和私人。总的来说,小岛产生的电能满足岛上的各种用途需要。尽管萨姆索的居民利用风大、开阔的空地和人口稀少的优势成为了中和碳排放量的地区,但他们的成功在全球范围内也只能属于简单经济模式。

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朱建东,编译.刘源骏,校.

气候将决定美国南部墨西哥湾石油污染的范围

受到风向和洋流的影响,美国南部海岸的原油污染带正从墨西哥湾逐渐向美国南海岸移动,但这条污染带究竟能扩散至多远,科学家们至今无法做出回答。

科学家们认为,此次漏油事件到底泄露了多少原油,以及还将持续泄露多久,只有将这两个问题解决了,才可以确定原油污染带最终扩散的范围。据目前测定,路易斯安那州、密西西比州和阿拉巴马州这三个美国南部的州所遭受的污染最为严重。同时,原油污染带已向西扩散至德克萨斯州,向东已扩散至佛罗里达州,并有可能继续向东漂出墨西哥湾进入大西洋沿岸。

由于前一段时间一股持续的强烈气流以 15～30英里的时速从南向南东经过墨西哥湾地区,使得原油污染带对海湾地区的各个州的影响持续增强。据推测,这股强烈气流将一直持续到本周末,因此这些地区也将受到持续的污染。

据科学家们推算,德克萨斯州海岸将是下一个被重度污染的地区。但随着这股强烈气流的逐渐减弱,原油污染的扩散将受到墨西哥湾的海面风浪驱动。

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潘潇,编译.刘源骏,校.

赞比亚发现了一块重达 6 225克拉的超大祖母绿宝石

格菲尔兹公司 (Gemfields)称其在赞比亚的卡根 (Kagem)矿山发现了一颗 6 225克拉的特大祖母绿。

这块巨大的祖母绿是 2010年 2月 5日在一次采掘作业中发现的,公司专家们正在对这块祖母绿的价值和纯度进行评估。

考虑到祖母绿之大代表着“大象通道工程公司”的荣誉,这块祖母绿被命名为“Insofu”(原土著——本巴族 (Bemba)居民对大象的称谓)。公司总裁兰赫里博特 (Ian Harebottle)说:“这是一个令人吃惊的发现,整块祖母绿呈现出美妙的色彩和良好的半透明状。它有巨大的块体,绚丽的色彩,但是由于表皮有一层黑云母外壳,让人很难窥视宝石深部的奥秘。但迹象表明,这块祖母绿的内核能切割出大量高纯度的宝石,势必价值连城”。

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潘潇,编译.刘源骏,校.

干热岩发电技术

大自然慷慨地为人类提供了生存所需的从地表到地心的数百万的各种类型的能源,其中岩石构成的地壳占据着相当大部分的能源储量。

现在该是人类设法提取利用这些能源的时候了。干热岩技术是最前沿的矿产科学技术,有助于利用高温进行地热能源生产。这种超高温状态存在于地表以下数公里的岩层中。早在 1970年,在新墨西哥州北部洛斯 阿拉莫斯小镇 (Los Alamos)就提出了有关利用干热岩发电的设想。它是基于简单的热开采原理,通过钻井向地下深处的高温结晶岩体注入低温水,例如 5 km下的花岗岩体,这些水在地下成为高温高压超临界流体状态,并使岩体产生具有一定方向的裂隙系统,形成热储构造;然后在适当位置钻上一个或几个生产井贯穿热储构造,用于提取热能。

当这种超高温水流经热岩储存室,再经生产井返回送至地面后,用蒸汽涡轮机或者二进制电厂系统将其转化成电能。

干热岩地热能源是一种有巨大潜力的可再生资源,有多种理由能使它成为未来最好的能源,如:化石燃料 (fossil fuel)＊校者注:译者将 fossil fuel译为化石燃料是合适的,估计作者原意是指煤、石油、天然气等有机燃料。、煤、石油及天然气除价格日益昂贵外,石油、天然气从国外进口将增加进口国对长期能源安全的考虑,此外,燃烧化石燃料会将二氧化碳及其它污染物排放到大气中,从而对环境构成巨大威胁。出于对这些情况的考虑,干热岩发电技术将会提供世界上相当大部分的电能来取代化石燃料、水力以及核能等传统的发电技术。

作为一种可再生的能源,干热岩产生的地热资源预计能够加强非化石燃料在未来经济中的基础作用。最近,进行了一项关于干热岩技术的研究。对地表下坚硬的岩石外壳中储存的大量热能进行开采,在地表钻一些井通向热岩层,然后将它们与岩石裂隙层连接起来增强裂隙间的透水性,从而建立热交换系统。这种热交换可以将大量热水或蒸汽运送至地表来发电。

由于低排放量以及整个地热系统占地面积小,能量的吸收和转移完全在地下进行,所以干热岩是清洁,安全,有巨大利用价值和发展潜力的新型能源。

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郭昆,编译.刘源骏,校.

我们是否该把 CO2注入深海?

一种抵消大气圈中温室气体含量增高的方法,是收集能源工厂燃烧化石燃料产生的 CO2并将其排入深海,由于深海的高压作用,CO2将与世隔绝,不再对环境造成负面影响。但在深海长期居住的一些微小生命将会受到 CO2的威胁,伍兹霍尔(Woods Hole)海洋研究所的地理生物学家琼·伯恩哈特 (Joan Bernhard)和在蒙特雷 (Monterey)湾海洋研究机构的同事们经研究证实了直接向深海注入 CO2会影响深海生命。在海底一定深度,气体将会形成密度大的水合物,这种水合物将保存在海底的凹陷处,既不与上覆水层混合,也不返回进入大气层。通过监控远离加利福尼亚州的蒙特雷湾的海底,他们发现一些生物在高 CO2浓度条件下仍能生存,而另外一些则无法生存。并在 2009年 12月出版的《全球变化生物学》上公布了其研究成果。

伯恩哈特研究了一些最小的海洋生物的生态学和生物地球化学特性,他发现,单细胞有孔虫是深海食物网的关键。他们用远程操控的深潜器将几个特制的圆筒送入海底淤泥中,并向圆筒注入纯的 CO2水合物。几周后,研究者们又注入荧光染料用绿色标记仍生存的有孔虫。一些有孔虫对 CO2的注入反应不大,一些则死亡了。死亡的有孔虫因为保护层与碳酸钙分离,而存活的有孔虫则是有充满了蛋白质和沙粒的保护层。伯恩哈特就此解释说:水中 CO2浓度越高,水的酸性越强,使更多的 H+与碳酸盐结合,少量碳酸盐难以形成保护层。故碳酸盐的缺乏对一些有孔虫来说就意味着死亡,我们在思考 CO2注入海底的问题时必须考虑到上述现象,因为海底是地球上最大的生物栖息地。

伯恩哈特和伍兹霍尔海洋研究所的同事、地球化学家丹·麦克柯尔 (Dan McCorkle)以及博士后安娜·麦克因坦雷兴格(AnnaMcIntyre-Wressnig)用生活在较浅深度的珊瑚礁上的光合共生体做了类似有孔虫的实验。由于人类活动使大气圈中的 CO2含量增加,进而增加了海洋中 CO2含量,威胁了这些光合共生体的生存。

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朱建东,编译.刘源骏,校.

是何原因导致滑坡?

美国波特兰 (Portland)州立大学的地质学家斯科特·伯恩斯 (ScottBurns)日前给滑坡下了一个定义,即在重力场的作用下,岩石、土壤和碎屑物沿着斜坡运动。

如果某地聚集了大量松散的土壤、岩石,同时又不具备稳固的地基,该处就极易产生滑坡。伯恩斯认为,其实滑坡现象在全世界普遍存在。但是大部分人对滑坡没有做好充分的准备,从而导致了生命财产的严重损失。

美国地质调查局称,美国平均每年有 25人死于各类滑坡事件,造成的财产损失往往高达 10亿～20亿美元。

对于房屋的所有者来说,通常他们所拥有的最大个人财产就是房产。一旦滑坡发生,这就意味着他们很有可能会失去所有的财产。

伯恩斯认为,滑坡领域下一步研究首先应绘制出曾发生过滑坡的地区的分布图,因为这些地区极有可能发生第二次滑坡。

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朱建东,编译.刘源骏,校.

加利福尼亚州南部正酝酿着大地震吗?

近一段时间以来,海地、智利等环太平洋地区陆续发生了特大地震,加州南部地区也发生了一些小级别的地震,人们愈发担心,加州南部是否正在酝酿着一场大地震。科学家们并不能完全排除这种可能性,但具体何时发生目前只处于猜测阶段。

美国地质调查局的南希·金 (Nancy King)博士说,圣·安德列斯断层由北向南穿过加州和墨西哥,为太平洋板块和北美洲板块的构造分界线,板块之间的移动可能会引发加州南部地区的地震。

金博士表达了自己的担忧,圣·安德列斯断层地带有发生 8级大地震的可能性,该地区上一次 8级大地震发生于1857年,但当时该地区的人口很少,因此地震造成的破坏并不大。

金博士说,正因为加州南部地区已有一百多年未发生大地震,此处是否正酝酿着下一轮大地震目前还不得而知,因此该地区的人们更加不能掉以轻心。

这里的人们应该认识到,他们正生活在一个地震多发的国家。我们目前还不能预测地震,或许将来的某一天圣·安德列斯断层会突然运动导致大地震发生,或许在洛杉矶盆地中会引起 7.0级大地震,那是一场真正的灾难。人们应该有这个思想准备。

http://www.sanandreasfault.org.

朱建东,编译.刘源骏,校.

圣·安德列斯大断层

航空摄影技术让我们有幸目睹了圣·安德列斯大断层,让人们观察到大断裂的规模和其全貌,但地表摄影则可以近距离感受和观察大断层的具体形态和地质特征。摄影术使得人们能够在室内对照片中的细枝末节进行详细的观察,而这些细节在野外是很难被观察到的。因此,当你打算实地考察大断层时,一定不要忘记带上数码相机拍摄大量照片。

摄影师一般会选择在太阳快落山时对圣·安德列斯大断层进行航空摄影,因为阳光的低角度照射可以反映出地形的微妙变化,同时地形起伏的阴影可以更加突出整个照片的三维效果。地质学家有时也会选择红外线波段或激光雷达扫描的摄像方式,这种照片能够从另一个角度反映出大断层的特征。

http://www.msnbc.msn.com.郭昆,编译.刘源骏,校.

加州超级火山活动及预测

对加州沉睡的超级火山的监测给人们带来了喜忧参半的消息。好的消息是与它时代相近的怀俄明州黄石火山那样,这个长谷火山口不会因发生超级爆发使半个北美掩埋在火山灰下;坏的消息是如果未来某天沉睡的长谷火山温度升高变得不再稳定了,它几乎同时会喷发两种不同的火山产物。

一项新的在熔岩流中用氩同位素确定过去 16万年中不同火山爆发时期的研究表明,长谷火山过去的每次喷发,几乎都是同时产生两种不同形式的喷发产物,一种是粘稠状的,非爆发式的玄武熔岩流,只有与地下水或雪接触才有爆炸的危险。另一种是富玻璃质或硅质的火山灰,随玄武岩一起被喷出地表,就像圣海伦火山喷发那样。斯坦福大学的地质学家盖尔·马胡德 (GailMahood)在长谷与东加州中部相邻的猛犸象山度假区考察时,发现地下仍然有热的玄武岩存在。还有一些隆起的地方,已死去的树木以及 CO2的大量释放。尽管监测的结果不容乐观,但马胡德告诉人们别太紧张,大块玄武岩的存在意味着地下没有大规模的岩浆体,否则大量的岩浆会同化玄武岩。此外,长谷火山最近的几次喷发都限于在沿南北向大约 10 km范围以内。

美国地质调查局的首席科学家马格利特·马肯 (Margaret Mangan)肯定了马胡德在确定火山爆发时间上的贡献,但认为仍应预测长谷火山的喷发。官方认为任何一年都有火山爆发的危险,虽然可能性不到 1%,就像 1906年圣安德列斯断裂活动造成里氏 8级大地震足以摧毁旧金山一样,但谁也确定不了是哪一天。马胡德同意官方的说法,认为在一些地方未来 100年里沿南北向发生小规模的火山爆发都是正常的,但猛犸象山这种小概率事件也发生火山爆发就太糟糕了。

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潘潇,编译.刘源骏,校.

艾伯塔天然气产量迅速下降

加拿大国家能源局的一项报告称,艾伯塔天然气产量下降了近 1/3。

该报告在调查了到 2012年加拿大天然气的产能后,预计艾伯塔天然气产量将从 2009年的每天 127亿立方英尺下降到三年后的每天 85亿立方英尺。

尽管钻探工作量在一定的时间周期里日益增加,但加拿大西部整个天然气产量预计还是将从 2009年的每天 151亿立方英尺降低至 2012年的每天 130亿立方英尺。国家能源局将天然气产量的下降归咎于气的价格降低而导致的钻探工作量的下降,以及生产商转移到更加有利可图的石油开发领域,也是原因之一。国家能源局局长盖坦·卡伦 (Gaetan Caron)在一份声明中说:“天然气生产的转移不仅要选好地理位置,还要注意类型,而且是要尽可能多的投入钻探工作。

国家能源局称天然气价格将复苏,从 5.5美元每百万英热单位＊校者注:百万英热单位,是英国的计热单位,简称mmBTV,1吨煤 =24.06百万英热单位,多用于天然气计价。左右,攀升至 2011年的 6美元和 2012年的 6.75美元每百万英热单位。也许会给天然气带来一线生机。

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朱建东,编译.刘源骏,校.

亚利桑那州发现大量陨石碎片

美国当地时间 2010年 4月 14日深夜,威斯康兴西南部及洛瓦北部的居民被一阵爆炸声惊醒,人们看到一个火球照亮了整个夜空,随后便迅速消失在远方。据科学家推测,这个大火球是一颗古老的岩石,在太阳系里经历了长达 45亿年的星际旅行之后在进入地球大气层时,与空气发生剧烈的摩擦并燃烧而形成的。

据美国宇航局官员估计,这块直径大约为 3.3英尺的流星体发生爆炸时所产生的能量,相当于 20 t TNT炸药爆炸产生的能量。

距离此次爆炸仅仅几天之后,第一批来自世界各地的陨石寻找者纷纷赶往威斯康星州的陨石坠落点寻找陨石,亚利桑那大学月球与行星实验室的陨石管理员马文·吉尔戈尔 (Marvin Killgore)和妻子凯蒂(Kitty)也是其中一员。迄今为止马文夫妇发现的这块陨石 (大约为 300 g)可能是其中最大的一块,不过他表示,有传闻说有人发现了比这更大的陨石。

马文夫妇与美国宇航局喷气推进实验室的科学家马克·菲勒斯 (Marc Fries)一起寻找陨石碎片。他们利用网上的多普勒气象雷达,对穿越大气层落到地面上的物体进行三角测量定位。类似于大气云团的原理,流星体爆炸后所产生的大量碎片被雷达捕捉到,形成一个“散落区”,陨星产生的碎片会降落在这一区域内。

据分析,这个特殊的天体是一块角砾岩,是一个由细密纹层胶结而成的一种砾岩。它很可能来自围绕太阳运行的一个小行星带,该小行星带位于火星和木星之间。据马文估计,这块岩石第一次爆炸可能发生在距离地面大约 30 km(约 18英里)的地方,在威斯康星上空产生一个宽 2英里 (3.22 km),长14英里 (22.53 km)的“陨石碎片带”。

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朱建东,编译.刘源骏,校.

天文学家新发现的五颗新行星温度超过了岩浆

天文学家近日宣布,美国国家航空航天局发现了五颗围绕其他恒星旋转的太阳系外行星。

与之前发现的 400多颗太阳系外行星类似,这些新发现的行星也都属于热木星。它们的质量与木星相当,同时与它们的主恒星距离相当近,因此比较容易从地球上观察到。

据美国国家航空航天局测算,这些行星当中最小的一颗体积与海王星差不多,但是质量却要大得多。每颗行星的温度都高于岩浆,哪怕是黄金也足以瞬间被融化。

日前在华盛顿举行的美国天文学会年会上,负责开普勒探测任务的首席科学家威廉·博勒奇 (William Borucki)介绍,这五颗行星被分别命名为开普勒＊校者注:开谱勒 (Kepler)取自月球东北象限一个环形山的名称。4b、开普勒 5b、开普勒 6b、开普勒 7b和开普勒 8b,温度为 1 090～1 650℃。

在这些行星当中,开普勒 7b是其中密度最低的,相当于聚苯乙烯泡沫,就像一杯咖啡顶部的泡沫一般。博勒奇介绍道,这些行星不可能有生命迹象存在,但是,随着类地球行星的发现,有可能在将来能找到生命行迹。

开普勒望远镜的主要目的是寻找岩石,其运行轨道是适宜生存的类地球行星。在这一距离上,可以使该行星所吸收的恒星热量足以使水能保持液体状态。

来自加州大学圣克鲁兹 (Santa Cruz)分校的天文学家格里格·拉夫林 (GregLaughlin)指出,虽然这几颗行星都不符合以上几条标准,但是它们至少证明开普勒望远镜上的仪器工作达到设计要求,为今后出现激动人心的发现提供了想像的空间。

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郭昆,编译.刘源骏,校.

死亡海的形成应归罪于海底火山喷发

在晚白垩纪“缺氧事件”时期,由于大洋深处极度缺氧,造成了大量海洋生物的死亡。来自加拿大艾伯特 (Alberta)大学的研究人员在《自然》上发表了他们在海底发现晚白垩纪的火山岩的文章。由于火山喷发而使海洋温度上升,造成了一些海洋生物的灭绝。

艾伯特大学地球和大气科学学院的斯蒂沃·特金 (Steve Turgeon)和罗伯特·克里泽 (Robert Creaser)认为,由于发生在海底的火山喷发改变了海洋和大气中的化学成份,也是造成生物死亡的原因之一。

美国宾夕法尼亚州立大学的地质学家梯姆·布拉劳瓦(Tim Bralower)在阅读了《自然》的这篇文章后指出,可以把两种理论联系起来解释。他认为一是火山喷发出富含金属的流体,使海洋上部增加了大量的微量元素,生长在海面的浮游动物吃了这些微量元素之后这些浮游动物死亡沉入海底,腐烂时消耗了海洋的氧气。二是火山喷发向大气中释放大量的 CO2,使温度升高到足以使海洋环流停止,海水不再循环,最终导致海洋缺氧的发生,从而进一步促使生物的灭绝。