从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来
地球化学的前沿研究
地球化学的前沿研究地球化学是研究地球化学元素、化学反应和地球化学过程的科学。
自从地球成为人类生活的地方以来，地球化学一直处于人们关注的焦点。
而随着人类文明的不断发展，科技水平飞速提升，地球化学研究也在不断地取得新的进展。
本文将探讨当前地球化学领域的一些前沿研究。
1. 地球化学元素的来源和演化地球化学元素是构成地球的基本成分，对于了解地球物质的起源和物质变化过程具有重要意义。
目前，地球化学研究围绕着地球化学元素的来源和演化展开。
其中，对地球化学元素的来源研究主要关注天体物质的物质起源和演化，例如，太阳系形成过程中气体和尘埃的起源、星际尘埃中难以合成的元素的形成以及其他行星、彗星等小天体的化学成分和构成特征等。
而对于地球化学元素的演化研究则主要包括以下内容：一是地球化学元素的富集，即地球化学元素在地球内部和地表的富集和分布模式；二是化学元素物质循环，即元素在不同环境下的迁移和转化。
在这些研究中，地球化学元素同位素分析成为了研究工具，成为了探索地球化学元素来源和演化的重要手段。
2. 地球化学元素的微观机制研究地球化学元素在地球内部和地表的循环是一个复杂的过程，其中包括了相变、溶解、碳循环等多个机制。
地球化学元素的微观机制研究成为了解决这些复杂过程的关键手段。
例如，在地球内部，橄榄石（一种岩石矿物）中的不同地球化学元素的分布规律被认为和其结构中的微观机制有关。
通过岩石样品的高温高压实验和同位素分析，可以分离出组成不同的橄榄石单晶，研究一些微观机制如经验半径、配位数，以及离子的电荷状态和晶体结构等，从而揭示了地球内部地球化学元素在时间和空间尺度上的变化规律。
3. 化学循环与全球气候变化的关联研究随着工业化进程的加快，全球气候变化引起了人们的广泛关注。
同时化学循环在全球气候变化中也扮演着至关重要的角色。
地球上的大气、海洋、陆地等系统通过化学反应相互贯通，这种过程被称为全球化学循环。
全球化学循环的同时也会发生一些碳循环和氮循环等重要的物质循环。
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望
地球化学技术在勘查中的应用与前景展望地球化学技术是一种综合利用地球化学、地质学、环境科学等相关学科知识和方法，通过对地球表层物质的成分、结构、性质及其变化规律的研究，来揭示地球内部构造、矿产资源分布、环境污染等信息的一门技术。
地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
首先，地球化学技术在矿产资源勘查中发挥着重要作用。
通过分析矿石、岩石和土壤样品中的元素含量和组成，可以确定矿床的类型、规模和储量等关键信息。
例如，通过对矿石中金属元素的分析，可以判断出金矿床的存在与否，并进一步评估其开采潜力。
此外，地球化学技术还可以帮助确定矿床的成因和演化过程，为矿床的勘探和开发提供科学依据。
其次，地球化学技术在环境监测和污染治理中具有重要意义。
随着工业化进程的加快和人类活动的增加，环境污染问题日益突出。
地球化学技术可以通过分析土壤、水体和大气中的有害物质含量，评估环境污染的程度和影响范围。
同时，地球化学技术还可以追踪污染物的来源和迁移路径，为环境治理提供科学依据。
例如，通过对土壤中重金属元素的分析，可以确定污染源，并制定相应的治理措施。
此外，地球化学技术在水资源勘查和管理中也发挥着重要作用。
水是人类生活和经济发展的基础资源，而地球化学技术可以通过分析水体中的溶解物质、微量元素和同位素组成，判断水源的类型、水质的优劣以及水资源的可持续利用性。
例如，通过对地下水中同位素的分析，可以判断水源的补给方式和水体的循环过程，为合理开发和管理水资源提供科学依据。
未来，随着地球化学技术的不断发展和创新，其在勘查中的应用前景将更加广阔。
一方面，随着分析技术的提高和仪器设备的更新，地球化学技术可以更加精确地分析样品中的元素含量和组成，提供更可靠的勘查数据。
另一方面，随着数据处理和模型建立技术的进步，地球化学技术可以更好地揭示地球内部构造、矿产资源分布和环境演变规律，为勘查工作提供更全面的信息。
总之，地球化学技术在勘查中的应用已经取得了显著的成果，并且具有广阔的前景。
北极圈内阿拉斯加至巴伦支海油气地质和地球化学特征一21世纪北极陆架新的油气潜能区
（ 罗斯 国家科 学研 究院分析 化 学研 究所 ） 俄 俄 罗斯北 极陆 架总 面积 达 ６０×１ ｍ ，其 延 伸范 围 占世 界 第 一 。陆架 区 内含一 个 ０ ｋ ２ 约 ４０ （ｋ ２的潜 在油气 区带 。那些 独 特 的油 气 田如 Ｐｉｚ ｍ ｏ 油 田 、Ｓｔ ｍ ｎｖｋｅ ２ ｌ４ｒ Ｘ ） ｎ ｒａｏ ｎｅ ｒｌ ｈｏ ａｏｓｏ ｋ 凝 析气 田 、Ｒ ｓｎｖｋｅ ｌｎｎｒ ｓｏ 气 田都可 以与亚马 尔半 岛 的巨大 气 田媲 美 。就油 ｕａｏｓｏ 和 ￣ ｉｇ ｄｋｅ ａ 气资源 的容 量和密 度而 言 ，喀拉海 区应排 名第 一 ，而 ＦａｚＪｓｆ ａｄ 岛被 认 为是俄 罗 ｒｎ ｏｅＬｎ 群 斯 北极 陆架潜 在 的油气勘 探 目标 。就评 价 石 油地 质 潜 能而 言，巴伦 支 海俄 罗 斯 段 Ｆ ｚ ｍｎ Ｊｓ 区 的特征 与 阿拉 斯 加 Ｍ ｇｂｒＢｒｗ很 有 希 望 的含 油 气 区 （ 特 的普 拉 德 霍 湾 、 ｏｅ ｆ ｅａａ ａｏ ｒ 独
吴岐 歧 译 自 “ ３ 第 ３届 国际地 质大会 （ 斯 陆）论 文摘 要” 奥 邱 燕 校 对
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地球化学勘查的研究现状、发展趋势
第四发展期(1990 年以后)，为信息找矿期。这一 时期，找矿难度明显加大，找隐伏矿的方法空前 增多，探测深度明显增大，所获信息量成倍增加， 推断解释的不确定性也随之增加。既需要现代高 新技术，又需要多学科的综合研究，越来越多的 研究者将成矿作用臵于岩石圈、地壳、乃至整个 地球-宇宙体系的演化过程来考虑。勘查地球化学 找矿，以某些微观或超微观信息的获得，使间接 找矿为主的信息找矿期又重新返回到直接找矿为 主的时期。因此，发展高灵敏度和大探测深度的 勘查地球化学方法，具有特别重要的意义，并预 示着一个找隐伏矿的新时期的到来。
L.Malmqvist 和 Kristiansson(1984)研制出地气法 （Geogas）找隐伏金属矿床。20世纪80 年代初， 瑞典 Lund 大学物理系和布立登(Boliden Mineral) 公司合作，提出金属元素从地下深处以微气泡附 着气体形式上升到地表并在矿体上形成成矿元素 异常的思想，据此开始研究并使用一种新的“金 属气体”测量技术，即地气测量。他们在本国及 其它国家的 30 多个地区进行试验，发现地气异常 与矿化存在明显的对应关系，并对地气迁移机制 也作了许多工作。
浅析国内外地球化学勘查 的研究现状、主要进展及 发展趋势
物探0901班 武孝 200911020121
（一）地球化学勘查的研究现状 1、国外地球化学勘查的研究现状
1798 年，B.M.谢维尔金提出了“矿物邻近 性”的概念。 1849 年德国 J.F.A.布莱绍普特揭示了矿物 共生组合的规律性，对推断铁帽和矿化露 头下部可能的矿化情况提供了依据。
3、国内外地球化学勘查的发展阶段
第一发展期(1950 年以前)。这时期，勘探者主要 依靠肉眼观察地表露头找矿，以土壤测量和水系 沉积测量为主要手段，对于土壤中的地球化学异 常，用探槽或浅井揭露矿体。人们这一阶段延续 的时间最长，找到的矿最多。据R.W.Boyle(1977) 统计，迄今为止，世界各地开采的矿床 80％以上 是在古人开采的基础上进行的。
全球变化与生物地球化学循环
全球变化与生物地球化学循环随着人类社会的快速发展，全球变化问题日益受到关注。
全球变化主要包括气候变化、大气污染和物种消失等方面的变化。
而生物地球化学循环是指物质在地球上的循环过程，包括碳循环、氮循环和磷循环等。
全球变化与生物地球化学循环之间存在着密切的关系。
本文将从全球变化的影响、生物地球化学循环的重要性以及二者之间的相互作用等方面进行探讨。
首先，全球变化对生物地球化学循环产生了显著影响。
气候变化是全球变化的关键要素之一，而碳循环是地球上最重要的循环之一。
气候变化导致了温度的升高和降水模式的改变，进而影响了植物的生长和分解速率。
植物通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机物，并释放氧气。
然而，温度升高会加快植物的光合作用速率，导致植物对二氧化碳的吸收和固定能力增强，从而促进碳循环。
与此同时，由于温室气体的排放导致温室效应加剧，全球气候变暖，使得冰川融化、海平面上升等现象频繁发生，对土壤碳储存和氮循环等生物地球化学循环过程产生直接影响。
其次，生物地球化学循环对于全球变化具有重要作用。
生物地球化学循环是地球生命系统的基础，维持着地球生态系统的稳定性。
其中，氮循环是生命体所需的营养元素，直接影响着植物的生长和动物的繁殖。
氮化合物的过量释放会导致水体和土壤的富营养化，造成藻类过度生长，对水质造成污染，形成"赤潮"等现象。
另外，碳循环是影响全球气候变化最重要的循环之一。
通过生物地球化学循环，二氧化碳被吸收和释放，在地球大气系统中维持着稳定的碳平衡。
植物通过光合作用吸收大量的二氧化碳，将其转化为有机物固定在植物体内，同时释放氧气。
这一过程对于减缓温室气体的排放，稳定地球气候具有重要的意义。
最后，全球变化与生物地球化学循环之间存在着密切的相互作用。
全球变化改变了地球的物质循环模式，从而进一步加剧了全球变化问题。
例如，温度升高导致海洋的水温上升，进而影响海洋生态系统中的生物地球化学循环。
海洋的温度升高会减缓大部分海洋生物的生长和代谢过程，从而影响二氧化碳的固定和氧的释放。
地球化学的历史发展与重要里程碑
地球化学的历史发展与重要里程碑地球化学，这门研究地球的化学组成、化学作用和化学演化的科学，其发展历程犹如一部波澜壮阔的史诗。
从最初的朦胧探索到如今的精准分析，地球化学经历了漫长而曲折的道路，留下了一个个重要的里程碑。
在古代，人们就已经开始对地球上的物质有了一些初步的观察和思考。
中国古代的炼丹术，就是一种试图通过化学方法改变物质性质的实践。
虽然当时的目的并非为了研究地球化学，但其中所积累的一些化学知识和经验，为后来地球化学的发展奠定了基础。
古希腊哲学家亚里士多德也对地球上的物质组成和变化提出了自己的见解。
然而，真正意义上的地球化学的诞生，要追溯到 19 世纪。
当时，随着化学分析技术的不断进步，科学家们能够对岩石、矿物和土壤等地球物质进行更为精确的成分分析。
这一时期，瑞典化学家贝采利乌斯对许多矿物进行了化学分析，为地球化学的定量研究开辟了道路。
20 世纪初，地球化学迎来了一个重要的里程碑——维尔纳茨基提出了“生物地球化学”的概念。
他强调了生命活动在地球化学过程中的重要作用，认为生物与地球环境之间存在着密切的化学联系。
这一观点极大地拓展了地球化学的研究领域，使其不再仅仅局限于对无机物的研究，而是将生命元素的循环也纳入了研究范畴。
在地球化学的发展过程中，同位素地球化学的出现是一个关键的突破。
同位素是具有相同质子数但中子数不同的同一元素的不同原子。
通过对同位素的研究，科学家们能够更深入地了解地球内部的物质迁移和演化过程。
例如，利用碳同位素可以研究古气候和古环境的变化，氧同位素则有助于揭示岩石的形成温度和来源。
20 世纪中叶，板块构造理论的提出为地球化学的发展注入了新的活力。
板块运动导致了岩石圈的物质循环和交换，地球化学家们通过对板块边界处的岩石和矿物的研究，揭示了地球内部的热传递和物质交换机制。
这一时期，地球化学与地质学、物理学等学科的交叉融合日益紧密，形成了一系列新的研究方向和方法。
随着分析技术的不断提高，地球化学的研究精度和广度也在不断拓展。
生物地球化学循环及其对全球环境的影响
生物地球化学循环及其对全球环境的影响地球是一个复杂而系统的生命体，生物地球化学循环被视为其中最重要的一个过程。
生物地球化学循环是指各种元素在生物圈、岩石圈、大气圈和水圈之间的循环。
它包括营养元素如碳、氮、磷、硫、钙、镁和铁等的循环，同时还涉及多种有机物和化学物质的循环。
这一过程是全球生态系统的重要组成部分，能够影响到环境保护、气候变化、人类健康等诸多方面，因此，本文将从不同角度对其进行探讨。
一、营养元素的循环营养元素的循环是生物地球化学循环中的重要环节。
其中，碳、氮、磷和硫是存在于生物体内的关键元素。
其循环过程由生物、地理和化学因素共同协作完成，影响着全球的生态系统平衡和物质流动。
以下分别介绍这些元素的循环过程。
1. 碳循环碳是地球上最丰富的元素之一，其循环过程主要有四个方面：生态系统的碳库、大气二氧化碳的环境与气候效应、碳库在全球生态系统中的动态平衡，以及海洋与蒸发对碳存储的影响。
其中，大气二氧化碳的环境与气候效应最为明显。
由于人类活动导致化石燃料的大规模燃烧，二氧化碳排放量不断增加，引发了气候变化的警示。
而生物地球化学循环中，植物蒸腾作为一种被动的作用，在空气中吸收水分并释放二氧化碳，进而促进碳的循环。
2. 氮循环氮是地球上最常见的元素之一，其循环过程主要涉及生态系统内氮转化、生物固氮、土壤的氮库和植物、动物对氮的吸收和归还等。
其中，氮转化是氮循环中最为关键的过程之一。
通过氮进行吸收后，微生物对其进行转化，并进一步将固态氮转化为氨气、硝酸盐等形式，帮助植物生长和发育。
氮的过量增加会改变植物和动物生长，加剧土壤侵蚀和花费暴跌等问题，对生态环境和人类社会带来深远影响。
磷是组成核酸和骨骼的重要元素，对固定氮肥、制药工业、重金属污染物处理等都有着重要作用。
其主要来源是岩石圈、水圈和生物圈。
其中，生物圈是磷的主要库，其中磷化学元素维持生物活动、促进植物的生长以及如同银行存款的方法一样确保了磷的循环。
在生物地球化学循环中，人类活动是影响磷循环的主要原因。
地球化学探索地球内部的化学反应与作用
地球化学探索地球内部的化学反应与作用地球作为我们生存的家园，其内部的化学反应与作用对于地球的演化、地质过程以及自然资源的分布起着至关重要的作用。
地球化学作为一门研究地球内部化学成分和过程的学科，为我们揭示了地球内部的奥秘，本文将介绍地球化学在探索地球内部的化学反应与作用方面的重要成果。
一、地球内部的化学成分地球的内部可以分为地壳、地幔和地核三个层次，不同层次的物质组成不同，其中化学元素的分布情况直接决定了地球内部的化学反应与作用。
地球化学家通过对地壳和岩石的取样研究，确定了地壳的主要化学成分，如氧、硅、铝等元素的含量，这对于理解地壳的形成和演化过程至关重要。
同时，地球化学家通过地震波观测以及对火山岩石和钻孔样品的研究，揭示了地幔的化学成分。
地幔主要由铁、镁、铝等元素组成，这些元素的含量和分布对于地幔的物理状态以及热对流作用有着重要的影响。
地球化学揭示出地幔中的化学反应与作用是地球内部热力学平衡的重要因素。
地核是地球内部的最深部分，由铁和镍等重元素组成。
对地核的研究可以帮助我们了解地球内部的高温高压环境以及地球磁场的起源和演化。
地球化学揭示了地核中的放射性元素衰变是地内部持续释放的重要能量，这种能量对地球热力学和地球动力学的研究有着重要的意义。
二、地球内部的化学反应地球内部的化学反应是地球演化和地壳形成的基础。
其中最重要的反应之一是岩石和矿石的熔融。
地球化学家通过实验模拟和地质观测发现，在地幔和地壳的高温高压环境下，岩石和矿石可以发生熔融，形成岩浆和矿脉等地质现象。
这些熔融反应不仅决定了地球表面的构造和地貌，还是形成矿产资源的重要过程。
此外，地球内部的化学反应还包括水的溶解和氧化还原反应等。
地球的水圈是地球系统中至关重要的一部分，水的存在和循环与地球内部的化学反应密切相关。
地球化学家的研究表明，地下水通过与岩石相互作用可以发生溶解反应，改变岩石的化学组成并影响地下水的质量。
此外，地球内部的氧化还原反应也是关键的化学过程，相关研究对于了解地下矿产资源的形成和分布具有重要意义。
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收稿日期:2004-10-08;改回日期:2004-10-28;责任编辑:楼亚儿。
基金项目:国家自然科学基金项目(40173007,40234052);教育部重点科研项目(重点03032)。
作者简介:陈岳龙,男,教授,博士生导师,1962年出生,地球化学专业,从事同位素地质年代学、地球化学与环境地球化学的研究工作。
从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来陈岳龙1,唐金荣2,侯青叶3(11中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;21中国地质调查局发展研究中心,北京 100037;31中国地质大学地球科学学院,湖北武汉 430074)摘要:对2004年8月在意大利弗罗伦萨召开的第32届国际地质大会有关生命起源、地质灾害监测、壳幔相互作用、人类采矿与生产活动、水2岩相互作用、地表过程、古气候与古环境等方面的地球化学研究及稳定同位素、地球化学动力学、有机地球化学、地球化学分析技术等方面的内容进行了较为系统的总结,并对地球化学的未来发展进行了展望。
关键词:第32届国际地质大会;地球化学;进展;发展趋势中图分类号:P59 文献标识码:A文章编号:1000-8527(2004)04-0463-240 引 言第32届国际地质大会于2004年8月20日至8月28日在意大利弗罗伦萨召开,会议的主题是:从地中海地区走向全球地质复兴———地质学、自然灾害和文化遗产。
每天中午12点到12∶45安排的大会讲演主要围绕本次大会的主题,从第一天的有关地球内部呼吸———地幔挥发分、板块构造与气候至随后的比萨斜塔、火星与地球的生命、水与地质历史、与火山灾害一起生活、海洋油气、地质学对文化遗产的影响、全球温暖是否将欧洲带入冰冷期。
分会报告分为专门讨论会(S pecific symposia )、主题讨论会(Topical symposia )与一般讨论会(G eneral symposia )。
在专门讨论会中一共设了14个专题,也主要是围绕本次大会的主题,包括:地质学中的大科学、意大利深部地震探测(CROP )、文化遗产———国际途径与展望、深地质库(以废物地质处理为主)、审稿评价道德与地球科学的质量评估(主要是杂志编辑、审稿人、读者、管理者对地球科学成果的评价)、地中海地区的古地球演化与地质解剖、地质灾害———国际途径与展望、地中海地区从历史视角到新发展在沉积地质学中的主要发现、全球构造中的新概念、国际地质科学计划的进展、地质时代表———最新发展与全球对比、地中海、铀矿床———勘探、地质与环境问题、地下工程建筑与设计中工程地质与岩土工程间的沟通。
主题讨论会分为38个主题,由于各主题有不同的方向,因此共计有近140个讨论会,内容涉及到:增生楔与混杂岩,北极地质学,碳酸盐台地,地质历史上的灾变事件,变化———碳、水与全球环境系统,地球早期演化,造山带的抬升,地球物理勘查,能源与资源的未来,地理信息系统(GIS ),地质灾害———评估与减灾,世界地质图,地质与葡萄酒,大陆增长的地质学,文化遗产的地球科学,地质公园、地质旅游、地质遗址,地圈2生物圈相互作用,地质技术,地球科学历史,环境变化中的人类演化,地球科学信息的管理与应用,地质医学,矿物生长动力学与诱发应力,地质科学应用的新地球物理技术,大洋钻探计划(ODP ),蛇绿岩与海洋岩石圈,过去与现在的全球变化,古气候与古海洋学,泥炭与湖泊,前寒武纪与古生代造山,遥感,岩石蚀变,海平面变化,层序地层,超高压变质作用———从纳米尺度到板块尺度,城市地质,水管理。
其中以地球化学作为主题的有:地球早期演化中的生命成因的第18卷 第4期2004年12月现 代 地 质GEOSCIENCE Vol 118 No 14Dec.2004地球化学环境,地质灾害中的火山与地震活动区的地球化学监测,古气候与古海洋中的海洋同位素第11阶段———相当于全新世?,超高压变质作用中的地质年代学与流体2岩石相互作用。
一般讨论会分为24个主题,涉及到地球内部、工程地质、环境地质、地球化学、地球动力学、地磁、地貌、地球科学教育与地学道德、水文学、火成岩与变质岩石学、同位素地球化学、海洋地质、数学地质、矿床、矿物学、新构造/古地震学、古生物学、行星地质学、第四纪地质、区域地质、沉积学、地层学、构造地质、火山学,共计有近170个讨论会,独立以地球化学为主题的包括地球化学与同位素地球化学。
尽管在大会讲演中没有地球化学的专门题目,但很多论文的主要工作中地球化学研究起着非常关键的作用,如新的地质年代表、生命的起源、废物处理、地中海地质等。
在专门讨论会及一般讨论会中很多主题也直接与地球化学的进展紧密相连,如一般讨论会中地球内部主题关于大陆地幔岩石圈的组成、结构与演化涉及地球化学的文章就有16篇;环境地质主题关于采矿对地下水—地表水环境影响的生物地球化学研究有22篇,地球化学与矿物学对了解污染物行为的贡献有60篇论文;沉积学中有关沉积物源区的论文有57篇是从岩石学与地球化学角度进行研究的。
在专题讨论会中,大量的主题的进展是由地球化学深入研究推动的,如关于前寒武纪与古生代造山、超高压变质作用、岩石蚀变、海平面变化、蛇绿岩与海洋岩石圈、城市地质、大洋钻探等。
本文仅对直接与地球化学有关的主题进行总结,其他由地球化学方法在岩石学、矿床学、全球变化、造山带等方面的研究情况由其他综述文章进行总结。
1 生命起源的地球化学环境仍然是地球科学的重要前沿领域对地球初期形成的岩石、陨石的有机组分的分析是了解生命起源与演化的主要依据;同时实验模拟也是对一些生命起源的假设成立与否的检验。
这方面俄罗斯的地球化学家进行了大量的工作。
Westall等对皮尔巴拉(澳大利亚西北)与巴伯顿(南非)的315～313G a的早太古代绿岩省中保存良好的最老表壳岩系的研究证明:那时地表是热的,受到热液活动的强烈影响,基本上缺氧(主要是CO2大气),并受到高紫外线(UV)与高通量陨石的轰击。
皮尔巴拉与巴伯顿建造记录的环境从浅水盆地到浅海/大陆环境。
海洋p H值可能是微酸性的。
热液活动在此期间很重要,并且微生物/生物膜出现的主体看起来直接或间接地与这种活动有关。
浅水到浅海栖息地中火山碎屑沉积物表面容纳各种小的微有机体(<1μm)(包括细丝菌、球菌、短杆菌、吸血弧菌)形成微生物层。
丰富的火山碎屑物质为多数喜热菌提供了能量与碳。
浅水到浅海环境中的叠层石已具光合作用能力。
这些315G a老的沉积物中微体化石显示与现今原核生物一致的特征,说明生命具长期的遗传性。
在格陵兰大于3175G a的伊苏阿绿岩带中有一些生命存在的痕迹。
但由于变质作用使得生命类型的信息获得很困难。
G alimov和Erik指出生命存在的先决条件是水、原始有机质、能源及有利的温度范围。
三磷酸腺苷(A TP)是提供演化调整系统的关键组分。
尽管A TP是相当复杂的分子,它的有机部分、腺嘌呤和核糖可能是由简单的物质前体(分别是HCN和HCHO)合成的。
然而,腺嘌呤的合成及由其产生的A TP要求完全还原的大气,其碳以CH4与CO的形式存在,而不是CO2。
早期大气的还原性状态并不是可接受的,因为CH4和N H3具高的光解速率,并且地幔的氧化电位对应于石英-铁橄榄石-磁铁矿(QFM)缓冲体系,与还原大气的存在相矛盾。
然而,早期火星上水与温暖气候的证据及碳酸盐富集13C说明在早期火星上是有利的还原大气并增加了在火星上发现生命的可能性,至少是在过去。
A TP的发现可能是这种证据之一。
地球的原始大气也是还原的吗?如果假设地球大气最初从还原开始,有利的事实是一致的,而现今地幔的氧化还原条件是氧化还原机制演化的结果。
412～414G a的锆石的氧同位素组成被认为指示早期地球水圈与沉积过程的存在。
然而,这并不意味着海洋的存在,原始含水盆地中有机化合物的浓度可能相当高。
依据所提供的模式,地幔氧逸度从铁2方铁矿(IW)在大约200～300Ma间增加到QFM水平并且最后(412～413 G a前)大气组成从还原性演化到中性(含CO2)。
在此过程及以前的阶段,地球上的地球化学环境有利于生命的起源。
464 现 代 地 质2004年Krivtsov、Legkostupov等从气体2尘埃云地球2月球系统的形成,通过模拟与分析提出一定条件下月球能从原始球粒组分形成,而不是由地球地幔形成。
与现有的理论相反,他们提出原行星盘的紊乱导致气体2尘埃浓集的形成而不是致密的小行星体的概念。
它们通过碰撞到一起增长而积累体并不坍塌,并对这种模式进行了计算机模拟,证明气体动力学排斥对重力吸引是一种有效的反作用力。
如果初始积累有一定的角动量,地球与月球初始体被分离;气体动力学排斥导致相互作用能的减小,使得在继承到地球2月球系统的角动量作用下实现分开。
该模式满足月球亏损铁与挥发性元素丢失的地球化学限制。
Tewari对陨石中的氨基酸及其天文学意义进行了讨论,地球化学分析证实各种陨石(碳质球粒陨石、H5球粒陨石等)中大量存在的生物有机质分子与生物化学上重要的氨基酸。
最近,报道了来自印度Rajasthan的Didwana2Rajod陨石(415 G a)存在3种芳香氨基酸。
Murchison陨石的氨基酸研究表明有机质来自原行星并代表生命的基本结构单元。
陨石是从火星与木星之间的小行星带落在地球上。
因此,陨石或慧星可能是早期地球上有机化合物的可能来源。
陨石氨基酸的研究对宇宙生命的起源具明显的天文生物学意义。
密的星际间介质由光谱分析识别说明存在80种有机分子。
从分子云也报道有有机分子的存在,并且它们是形成于星际云坍塌与恒星形成期间。
日本学者中泽广本等认为早期海洋由地外物体冲击形成氨与氨基酸。
他们从地质学出发并结合冲击实验,提出氨与氨基酸在早期大气中由冲击作用同时产生。
因为地质研究表明,早期海洋,而不是地球岩石,应是陨石冲击的主要地区。
因此,陨石将增高冲击后的含大量H2O和N2及蒸气化的、熔融的、热的地外物体碎片柱状体。
已知陨石的85%是由镁铁质硅酸盐、金属硫化物及铁镍合金组成的普通球粒陨石,这些碎片与H2O 将产生还原的大气,至少是局部与过渡性的。
在这种局部还原大气中,化学上应是大气氮还原成氨,并且地外物体中固态碳被氢化形成各种有机化合物。
这些化学考虑推断可能的情况是早期地球上的氨与氨基酸是由地外物体向海洋的冲击事件合成的。
使用单阶段爆炸枪进行冲击实验来证明这种情况的有效与现实性。
目标是长30mm、直径30mm的不锈钢容器,样品腔为015cm3。
氮源是含CuO和少量碳的Cu3N。
去离子水与铁粉封装在样品腔并在内腔中有空气。
样品腔用26mm 长的螺纹盖密封。
用2mm厚的不锈钢射弹冲击后,将容器取出。
容器中水溶物的化学分析明显指示形成了氨与氨基酸。