中微子地球演化说汇总

中微子地球演化说

——地球演化的能源来自何方？

张国文

1 引言

迄今，我们所熟知的一些地球运动和现象，如板块运动、地球磁场的起源、钱德勒晃动以及地球自转的其他不均匀运动、地震和火山活动、地球内部的分层和热运动、地热流等等，其能量来源都不很明朗，而在地球的形成和一系列演化过程中，能量的产生、迁移、转化和消化起着决定性的作用，可以说找到了地球演化的能量来源就等于解决了地球科学的主要问题。中微子地球演化说[1]通过研究太阳中微子和地球内部的圈层构造，提出了地球演化的能量来源于太阳中微子的观点，为揭开地球演化的一系列运动机制提供了全新的思路和线索。

2 地球内部圈层构造的成因

地球的内部和其外层大气虽然在相态、密度和化学组成等方面有较大差异，但是它们却有一个共同点，即都呈现圈层结构。那么，地球这些从内到位的圈层构造是如何形成的呢？

2.1 大气圈层的构造及其成因

研究表明，地球大气的温度、组成和电离程度等随海拔高度而变化，呈现出明显的圈层结构。如果按大气温度随高度的变化分，则可把大气层分为对流层、平流层（包括臭氧层）、中间层和热层；如果按大气的电离程度分，则可将大气层分为中性层和电离层。大气的这种圈层结构是由于各种宇宙射线和不同频率的太阳辐射，分别在不同的高度与大气物质作用的结果。例如高层大气物质吸收带电粒子，形成电离层；在距地面10—50千米处，大气吸收紫外线，形成臭氧层；在靠近地表的底层，大气吸收可见光和红外线，形成对流层等等。当然，大气层的圈层构造并不是一成不变的，而是随着宇宙线和太阳光的强弱而发生起伏变化。例如，经过整整一个白天太阳辐射的影响，电离层在黄昏时最强；在夜晚太阳辐射消失，一些离子便与电子复合而使电离层变弱，至黎明电离层最弱。因此，如果没有宇宙射线和太阳辐射的维持,大气分子的热运动将导致大气层逐渐变成均匀体,大气的圈层结构就会完全消失[2]。

2.2 地球内部的圈层构造及其成因

地质学家通过地震波研究发现，地球内部跟其外层大气一样也呈圈层构造，由地表往里看，大致可分为地壳、地幔、外核和内核。地壳在陆地平均厚度为35km,在大洋处非常薄，只有5-10km,；自地壳以下至2900km处为地幔，在地幔中的70—150km深处，震波传播速度减弱，形成低速带，物质呈塑性，可以产生对流，称为软流圈；地幔向下到大约5100km 处地震横波不能通过，为液态外核；5100-6371km又转化为固态，称为内核。那么，地球内部的这种圈层构造是如何形成和保持的呢？

对地球内部圈层构造的成因有两种传统的解释[3]。一种是热起源说，一种是冷起源说。前者认为，原始太阳系是由灼热星云不断收缩聚集而形成的，初始的地球是熔融的，在逐渐凝固的过程中，重的熔点低的铁镍等金属物质则下沉，轻的难熔的硅酸盐上浮，于是就形成了圈层构造。后者认为，地球从星云盘中的尘埃集聚成为行星时，是一个近似均质的球体，各种物质混杂在一起，没有明显的分层，是冷的。之后，由于地球物质的集聚动能转化的热、地球收缩的位能转化的热以及放射性元素在蜕变中释放的热等等，在这些热能的作用下，地球内部开始熔融，轻重物质逐渐分异，这样就形成了现在的圈层构造。研究发现，地球是冷

起源的，所以第一种观点就被否定了。而第二种观点无法解释内核为何是固态的，且软流圈是近似液态的。

我们认为地球内部的圈层结构与大气的圈层构造一样，也起源于外部粒子（或射线）与地球物质的作用。如果没有外部输入的能量的维持,地球的内部圈层结构就不可能形成，并在漫长的地质年代保持相对稳定。例如，陆壳与洋壳的厚度很不相同，如果没有外界能量的补充，板块的运动及海陆的交替变化将导致陆壳与洋壳的差别完全消失，但实际上这种差别一直存在。那么,是什么粒子或者宇宙射线能深入到地球内部并且供给地球能量呢?

能够为地球内部各圈层提供能量的粒子或射线必须满足两个条件：一是其穿透性极强，能够轻松地进入地球内部；二是其通量足够大，能够为地球演化提供所必须的能量。通过对各种基本粒子和宇宙射线进行研究，我们发现，只有太阳中微子满足这两个条件。

据此，我们认为，来自太阳的快中微子进入地球后,就被地球物质散射、减速而消耗能量,慢慢地就变成频率或速度与原子核中的中微子相近的慢中微子，最后被地球物质吸收，并释放能量。

由于太阳中微子的速度(能量)不同,而且各种能量的太阳中微子的分布也不均匀，即处于某种能量的中微子相对多一些，而处在另一种能量的中微子则要少一些，所以它们被减速、吸收的位置和形成的热效应也不一样,于是就形成了地球内部的圈层结构。少量太阳中微子能量较低，经过岩石圈减速就变成了慢中微子，并与岩石圈以下的物质作用，释放一定能量，使少量物质熔融，形成软流层。

多数快中微子必须经过整个岩石圈和地幔才能被减速成慢中微子，在地表以下2900—5050千米处被吸收，释放巨大能量，导致物质熔融，形成液态外核。液态外核产生磁场，进一步加剧中微子的减速和吸收，释放更大的能量，这个能量又加剧了外核的熔融，这就是液态外核形成的根本原因[4]。

3 中微子与地球物质的作用

3.1 中微子性质

中微子是奥地利物理学家泡利（W.Pauli）预言的一种不带电、静止质量极小或为零的中性小粒子（1930）[5]。过去，物理学家认为，中微子只参与弱相互作用，因而绝大多数中微子能够轻而易举地穿过地球以及其他任何行星和恒星。但是，近年的研究发现，中微子存在微小的静止质量[6]，甚至还有磁矩和电荷[7-9]，所以它并非只参与弱相互作用，实际还受万有引力和电磁力的作用。目前，科学家研究归纳了以下几种中微子参与的作用 [10]：康普顿散射：ν(高能) + e-（低能）→ν（低能）+ e-(高能)

中微子生电子效应：ν + (Z,A) → e- + (Z+1,A)

中微子韧致辐射：e- + (Z,A) → e- + (Z,A) +ν+

中微子对湮灭生成光子：ν+ → γ（光子）

中微子对湮灭生成电子对：ν+ → e+ + e-

电子俘获：+ e- + (Z+1,A) → (Z,A)

其中，(Z,A)表示核子数为A，原子序数为Z的元素。

当然，以上只是人们发现和研究了的作用，可能还有其他人们没有发现的作用，譬如，假如中微子有磁矩或电荷，那么就还会产生切伦科夫辐射[11]等等。

3.2 中微子性质再研究

中微子是一种幽灵般的神秘粒子。迄今为止，有关中微子的探索还在继续，而人们对中微子已有的所谓性质和特性的认识也都是间接获得的，因而并非是确定性的 [6-8,12-14]。因此，对于中微子的认识，我们不应该拘泥于已有的成见。

为了弄清中微子的性质，这里我们将中微子与中子进行类比。之所以将中微子与中子类比，是因为它们都是原子内的中性粒子。费米(Enrico Fermi)（1934）发现，中子与带电粒子

相比，有一个非常独特的性质，即运动速度快的中子反应截面反而小，运动速度慢的中子反应截面反而大。例如，用中子照射0.75毫米的镉片，当中子的速率很快，能量超过0.4ev 时，中子可以畅通无阻地穿过镉片，当中子的速率较小，能量小于0.4ev时，中子就会被镉片全部吸收[15]。

据此可以预见，当中微子被减速，使其运动速度（或频率）慢到与原子核内的中微子相近时，它便更容易参与反应。因此中微子应该有与中子相似的特性，即快中微子或者说高频率的中微子反应截面较小（不易与物质作用），但是经过一定物质散射、减速，频率变低或速度变慢的中微子反应截面则较大（更容易与物质发生作用）。

况且，地球内部物质处在高压、高温环境下，有的是晶体，有的是液体，还有的处于等离子状态，中微子是质量极小的粒子，其衍射应该比质量大的电子更明显[16]，所以，太阳中微子进入地球后，将与地球物质发生一系列复杂的作用。这些作用既有人们发现和认识到了的，也有人们还没有发现和认识的各种作用。通过这些作用，太阳中微子把能量源源不断地传给了地球物质，由是导致了地球的各种运动和演化。

3.3太阳中微子的通量

太阳的能量来自太阳内部的热核反应,主要是氢（质子）的核聚变，这种反应同时产生大量中微子，向四周辐射。标准理论预言，在由四个质子（P）转变成一个氦原子核的过程中要释放两个中微子。太阳中微子抵达地球表面时的通量为[1,17]:

F（υ）=2L⊙/[25（MeV）×4π（A）2]≈3.5×1012（中微子?厘米-2?秒-1）到达地球的太阳中微子总能量为：

E = F（υ）×每个中微子的能量

=3.5×1012中微子?厘米-2?秒-1×0.42MeV中微子-1

=1.47×1012MeV?厘米-2?秒-1

一年内到达地球的太阳中微子的能量为：

E′= E×地球横截面积×一年的时间

=1.47×1012MeV?厘米-2?秒-1×πr2厘米2×（365.25×24×60×60）秒

=5.925×1037MeV=9.48×1024 J(焦耳)

这个能量是地球每年以火山、地震和地表热流等形式消耗能量（约1.066×1021焦耳）的数百倍。所以，只要有百分之零点几的中微子被地球吸收，就足以为地球的各种演化提供能量。

4 中微子与地球演化

4.1 板块运动的机制

中微子的最大吸收处是外核，大量太阳中微子在此处被源源不断地被吸收而释放能量，使外核成为整个地球的能量源泉。这个能量源泉也是板块运动的动力来源[5,18]。具体地讲：第一,少量来自太阳的中微子在岩石圈的上地幔被吸收，释放一定的能量，使此处的物

质熔融，形成一个具有流动性的软流层。坚硬的岩石板块就“漂浮”在这个具有流动性的软流层上。软流层的作用类似润滑剂，可以大大降低岩石板块和整个地幔之间的摩擦力。这样，当有一个足够的横向（水平）力强加在岩石板块上时，岩石板块就能够相对地幔发生移动。

第二,大量太阳中微子在地球外核被吸收，释放出巨大的能量，结果地球内部物质达到极高温度而膨胀。膨胀力撕裂地幔，高温熔融物质从裂缝向上流，在抵达具有一定的流动性软流层时，变为水平方向流动，并呈放射状扩散开去。扩散的流体在水平方向强加给岩石板块一个巨大的粘拖力，拉动板块移动，从而使附着在岩石板块上的大陆发生漂移。

在大洋中脊，地球内部热物质上涌，会填充到板块移动后所形成的裂缝间而形成新的洋壳。新洋壳与老洋壳板块焊接在一起继续漂移，在原来裂缝处又产生新的裂缝，地球内部热物质又溢出再形成新的洋壳，新洋壳与老洋壳又一起漂移，于是又出现新的裂缝，如此反复，就形成了海底岩石年龄的条带状分布[19]。

4.2 地球磁场的形成

由于地球在不断地自转，所以在不同的时间抵达液态外核各处的太阳中微子并非完全一样；向着太阳一面的外核有大量的太阳中微子进入，而背着太阳的一面的外核则几乎没有太阳中微子进入，所以地球外核各处吸收的太阳中微子也不完全相同，由是导致外核的能量分布不均匀，亦即在外核存在温差，吸收中微子多的一面温度高，吸收中微子少的一面温度低。这一温差必然导致外核液态物质从一面流向另一面，从而形成了绕地轴的环流。由于轻的电子以及其它负离子的运动速度快于正离子，液态外核的环流首先牵引着带负电离子和电子运动，于是就产生了电流和磁场。由于地球内部熔融物质的环流跟大气层的空气（风）流动一样，是由温度差或压力差造成的，所以它的环流方向和速率也跟风一样在不断地发生变化。也就是说，地球内部的热环流既可以绕自转轴由东向西流，又可以由西向东流。热环流的方向改变了，其电流方向也随之发生变化，这样磁场就发生了倒转（南北极互换）。在地球表面，空气的粘度极小，约为10-5泊，空气绕地球一周所花的时间为数天至数星期，所以天气和风向的变化周期一般为数天至数星期。而地球内部物质的粘度比空气要大得多（如熔融铁的粘度约为105 泊），所以地球内部熔融物质环流方向的变化周期也相当长，以百万

年之千万年计。

另外，当液态外核的环流产生磁场后，地磁场将会反作用于带电的外核物质，使外核物质的环流方向偏离原来的方向，进而使整个磁场的方向也发生变化，由是导致了地球磁极的不断漂移。

假设起始时外核液态物质环流速度为U1，对应的地磁场为B1；B1反作用液态物质中的带电离子，由于轻的电子以及其它负离子的运动速度快于正离子，使游离电子和负离子以速度U2沿磁力线方向的反向快速运动，游离电子的运动又带动带正电的离子运动，从而迫使整个外核液态物质沿磁力线方向的反向运动。这样整个外核物质的环流方向就发生了偏移，如图所示，偏移后所形成环流速度U3由U1和U2所决定。也就是说U3是U1和U2的矢量合成，即U3=U1+U2。由于磁场是由带电液态外核环流所产生的，环流方向发生了偏移，磁场也会改变方向，即形成了新的磁场B2。反映在地球上就是磁极发生了移动（如图）。U3对应的B2又会作用外核液态物质，使环流速度再次发生偏移，又形成一个新的环流U4，U3与U4合成U5，即U5= U3 +U4，U5又产生磁场B3……如此反复，便导致了磁场的不断变化和磁极的不断漂移。

5 太阳中微子被吸收的证据

5.1 实验证据

研究人员在对太阳中微子进行数十年的探测过程中发现，如果按照太阳中微子可以畅通无阻地穿过地球的传统观点和太阳标准模型预测，那么实验所探测到的太阳中微子数量只有理论值的一半[6,9,12]，这就是困扰科学家多年的太阳中微子失踪问题。后来，一些科学家提出了中微子振荡理论来解释太阳中微子失踪问题，他们认为，太阳中微子（电子中微子）在从太阳奔向地球的过程中，一部分发生了振荡，变成了探测不到的别的中微子，因而其数量有损失。

按照中微子地球演化说的观点，只有白天，才有太阳中微子通过实验探测装置，在夜晚

由于地球物质对太阳中微子的吸收，不会有太阳中微子不能抵达实验探测装置，所以，实验探测到的太阳中微子只有理论值的一半左右。

5.2 地球上的证据

物理学家早就发现，在透明物体中运动的带电粒子，如果其运动速度大于光在在该物体中的运动速度，就会产生契伦科夫辐射[11]，消耗能量。地球上有大片海洋，海水基本是透明的，中微子在海洋中的运动速度与光速相当，大于光在海水中的传播速度（光在海水中的传播速度为u=c/n=c/1.333=0.75c,其中，c为真空中的光速，n是光在水中的折射率）。这样，中微子进入海洋后，除了被物质的原子与电子等散射外，还要产生契伦科夫辐射，额外消耗能量。因此，如果中微子有磁距或电荷，且在穿过地球物质减速其频率或能量变低后，能够与

地球物质作用而释放能量，那么，中微子在大洋下面应该先于在陆地下面变成慢中微子，也就是说，中微子大洋下面被吸收的距离应该小于其在陆地下面被吸收的距离。事实正是如此！经过地球物理学家探测，地壳在陆地的厚度为35公里左右，在大洋只有约8公里。地壳下面是近似液体状的软流层，为中微子被大幅度吸收的第一处。海洋的平均深度大约3公里，这就是说，3公里深的海水对中微子的减速相当于27公里厚的陆地！

5.3 天体上的证据

一般行星的原子和电子同样能散射中微子，因而中微子也应该能够被其它行星吸收。

当然，中微子被行星大幅度吸收必须满足一定的条件，那就是行星的直径（或体积）和密度必须满足一定的值，使之有足够的原子和电子散射中微子，使中微子减速变成易于被物质吸收的慢中微子。如果行星直径太短，密度太小，那么当中微子穿过行星时，与中微子作用的原子和电子的数量就不够多，中微子的能量消耗就不足以使其变成易于被吸收的慢中微子。这时，中微子就会畅通无阻地穿过行星而不被吸收。如果行星的直径和密度达到一定的数值，中微子碰撞的原子和电子足够，那么，中微子就可以减速并变成慢中微子，从而被行星物质吸收。

我们知道，地球大幅度吸收中微子的地方在地下2900—5050km的外核。倘若不考虑行星的密度，那么可以预见：如果天体的直径介于2900—5050km之间，那么太阳中微子从一侧进入天体，就会在天体另一侧的表面与物质发生作用，引起天体表面物质熔融，从而在该天体的表面留下痕迹。

在太阳系中，水星和月球等天体的直径正好处在2900—5050km之间，所以水星和月球等天体表面一定留有物质熔融的痕迹。通过研究，我们发现水星和月球等天体上的环形山就是其表面物质熔融向并下渗透或塌陷而形成的。

目前较流行的说法是环形山是死的火山口或陨石撞击形成的坑。这两种观点均不能解释下列事实：（1）月球环形山的直径几乎连续地分布在数毫米到数百千米之间，而且都呈正圆形状；（2）两颗陨石撞击天体的同一地方的几率几乎为零，但月球上环形山中套环形山的现象比比皆是；（3）有的环形山具有同心环结构，它类似水库堤坝长期被水浪侵蚀而形成的可以反映水位高低变化的梯形层状结构。用太阳中微子与月球作用，则能轻而易举地解释上述现象。

由于太阳和月球的运动，中微子的辐射不可能在某一地点保持不变，当太阳和月球的位子发生变化后，原来发生熔融地方的中微子辐射就会减少，这时此处物质对中微子的吸收便逐渐终止，熔融的物质也开始凝固。然而，经过一个周期后，太阳和月球又会回到原来的相对位置，于是太阳中微子又在此处被物质吸收放热，导致物质熔融，并再次引起表面物质坍陷，如此反复，就在月球表面形成了许多同心环结构。

当然，环形山的形成应是日积月累的结果，而决非一时所成，直到现在，一些环形山也应还在形成之中。同时，环形山的形成过程是一个剧烈和大面积物质熔融过程。在这个过程之中，必定会产生一些射电现象，发出红外线甚至可见光。像月球这样离我们很近的天体，如果有这样的发光现象，我们人类一定会有所察觉。事实确实如此。到目前为止，人们已观察到月球发光等短暂现象数以千计[20]，只是人们一直不知道这些发光现象的真正来源而已。

6 结束语

本文所提出的理论还只是一种假说，有待实验进一步地验证。该理论能否被广泛接受，关键在于对中微子性质的理解和探索。目前普遍认为中微子只参与弱相互作用，其反应截面非常小，它们能够轻而易举地穿过地球。然而，这种观点并没有得到实验的完全证实。况且地球内部物质处在高温、高压和等离子状态，这种环境如同原子内部环境，中微子与物质发生作用也是必然的。

当然，也许还有其他未知的粒子为地球演化的提供了能量，我们目前还不知道，但是不论怎样，所有的粒子为地球提供能量的原理或机制则是基本相同的。

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地球与环境-中国科学院地球化学研究所

地球与环境 2010年第38卷第4期（总第282期） 目次 研究成果 巢湖富营养化的沉积记录：结合态脂肪酸及其单体碳同位素特征 …………………………………………………………王丽芳，熊永强，吴丰昌，等（393）乌江干支流河水中U元素的地球化学特征………………………………………杨曦，王中良（402）长江口溶解无机碳循环的地球化学研究……………………Sivaji Patra，刘丛强，李思亮，等（409）西江上游河水悬浮物中稀土元素的地球化学特征……………………谢雯，徐志方，刘丛强（414）城市功能对贵阳市城区土壤重金属分布的影响………………李晓燕，曹益金，齐乐，等（421）基于模糊聚类的地质灾害损失程度评价数学模型研究………薛凯喜，刘东燕，袁传鹏，等（428）辽宁省境内老哈河流域产沙特征及泥沙供给模式研究………姚玉增，巩恩普，姚志宏，等（434）土壤焙烧过程中碘的释放及其环境意义………………………………刘丽贞，吴代赦，李萍（439）准噶尔盆地红87井区克上组沉积相特征…………………………………………………凌翔（444）苏州澄湖湖底硬粘土地球化学特征及其成因意义………………梁丽，师育新，戴雪荣，等（449）河水￣地下水交互带内砷及金属的自然衰减过程…………………冯丹，滕彦国，张琢，等（456）地质地球化学特性对四川名优茶品质的影响……………………罗杰，韩吟文，方楚凝，等（462） 应用研究 红枫湖入库河流沉积物中重金属污染状况分析……………………曾艳，张维，陈敬安，等（470）花溪区土地利用变化研究………………………………………张玉彪，李阳兵，安裕伦，等（476）沱江流域水系沉积物重金属的潜在生态风险评价………………李佳宣，施泽明，郑林，等（481）离线式的热化学降解技术研究Pahokee泥炭腐殖酸……………杨扬，贾望鲁，彭平安，等（488）广西河池铅锑矿冶炼区土壤中锑等重金属的分布特征及影响因素分析 ……………………………………………………………项萌，张国平，李玲，等（495）中国能源消费导致的CO2排放量的时空演变分析…………………………陈春桥，汤小华（501）沈阳卫工河水中多环芳烃的分布、来源及生态风险初步评价…郑冬梅，刘志彦，孙丽娜，等（507）东川因民矿区地下水-选厂水水化学特征及资源化影响因素……杜玉龙，方维萱，柳玉龙，等（512） 专题综述 氰化物测定研究进展………………………………………………王明国，李社红，肖唐付，等（519）[期刊基本参数]：CN 521139/P﹡1973﹡Q﹡16﹡142﹡zh﹡P﹡25.00﹡850﹡21﹡201012 本期责任编辑：付绍洪英文译校：徐仲伦何芝兰排版：李明凤

附表一地球化学专业研究方向及主要研究内容介绍

地球化学专业博士研究生培养方案 一、培养目标 1.掌握马克思列宁主义、毛泽东思想和中国特色社会主义理论体系，热爱祖国，遵纪守法，品行端正，诚实守信，实事求是，具有较强的事业心和良好的学风，追求新知、勇于创新，积极为国家现代化建设服务。 2.掌握本学科坚实的基础理论和系统的专门知识；具有独立从事科学研究和教学工作、组织解决重大实际问题的能力，并在科学研究或专门技术上做出创造性的成果。 3.至少掌握一门外国语，能熟练阅读外文资料，具备用外文撰写学术论文和进行国际学术交流的能力。 二、研究方向 地球化学专业是地质学一级学科（学科代码：0709）下设的二级学科（学科代码：070902），设以下4个研究方向。 1.化学地球动力学 综合地质、地球化学方法，研究不同地质时期岩石的地质、地球化学特征，阐明岩石形成与板块构造和岩石圈构造演化的关系。 2.岩石地球化学 采用地球化学和实验地球化学方法，研究元素和同位素在岩浆作用、变质作用、沉积作用和表生作用中的存在相态和元素分配理论，示踪地质作用的发生发展过程，阐明岩石成因及其形成环境。 3.资源环境地球化学 研究元素在地球各圈层中的时空分布规律和迁移与沉淀、分散与富集的物理化学条件，揭示区域成矿规律，探索元素地球化学过程与自然环境质量和生态效应关系。 4.行星岩石与地球化学 通过陨石和航天器对类地行星直接或间接分析获得的数据资料进行研究，研究类地行星——月球、火星等星球的岩石以及元素、同位素等物质组成，揭示类地行星的形成与演化。 三、学习年限 1.全日制脱产博士生的基础学制为3年。 2.在职博士生的基础学制为4年。 3.对于提前达到培养目标、完成学业并做出创造性成果的博士研究生，经本人申请，导师同意，学院审批后报研究生院批准，允许提前答辩并申请学位；由于客观原因不能按时完成学业者，由博士研究生本人提出申请，导师同意，学院审批，报研究生院批准，可延长学习年限，但延长时间一般不得超过2年。未提出延长报告或申请延长期满仍未完成博士论文答辩者，均按结业处理。具体事宜详见“吉林大学关于研究生提前或延期进行学位论文答辩的暂行规定”。 四、课程设置（附表）

1.3地球的演化过程 同步练习(中图版)解析版

第一章宇宙中的地球 第三节地球的演化 一、选择题 地球有悠久的过去，还有漫长的未来。生物的出现和进化只是其中的一小段，而人类的历史更是短暂的一瞬。据此回答1～3题。 1．原始鱼类出现在( ) A．元古代B．古生代中期 C．古生代后期 D．中生代中期 2．含三叶虫化石的地层是( ) A．古生代地层 B．元古代地层 C．中生代地层 D．新生代地层 3．和恐龙同时代灭绝的生物物种是( ) A．原始鱼类 B．古老的两栖类 C．海洋中50%以上的无脊椎动物种类 D．蕨类植物 【答案】1．B 2.A 3.C 【解析】第1题，古生代早期是海生无脊椎动物空前繁盛的时期；中期时，出现了脊椎动物——鱼类；到了后期，鱼类逐渐演化为两栖类。第2题，不同时代的地层中，含有不同的生物化石。三叶虫是古生代的海生无脊椎动物，在古生代末期灭绝，故只有古生代地层中含有三叶虫化石。第3题，古生代末期和中生代末期是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期，其中，在中生代末期，恐龙和海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝了。 4．大量的铁、金、镍、铬等矿藏往往存在的地层是( ) A．前寒武纪地层 B．古生代地层 C．中生代地层 D．新生代地层 【答案】 4.A 【解析】许多金属矿藏多出现在前寒武纪的地层中。 5．下列说法正确的是( ) A．地球大气中有了氧气，才有了生物的发展演化 B．蓝藻属于真核生物 C．人类的出现是生物发展史上的重大飞跃 D．目前地球处于寒冷期 【答案】 5.C

【解析】大气层中的氧气主要来自植物的光合作用；蓝藻属于原核生物；人类的出现是生物进化中的重大飞跃；目前地球正处于温暖期。 2015年初，美国科学家宣布发现了3亿年前(古生代末期)的食肉动物祖先的化石，命名为Eocasea martinis，科学家认为这一类肉食动物最终进化成为现代的哺乳动物。下图为科学家依据化石恢复的这一古老生物示意图。据此回答6～7题。 6．对材料中的信息判断合理的是( ) A．生物的进化与环境无关 B．生物进化是由低级到高级的过程 C．图示时期地球上出现了哺乳动物 D．生物不仅可以适应环境，也能主动改造环境 7．图示时期灭绝的代表性生物是( ) A．恐龙B．爬行类 C．被子植物D．三叶虫 【答案】6．B 7.D 【解析】第6题，生物的进化与环境有关，A错。生物进化是由低级到高级的过程，B对。图示时期地球上出现的是食肉动物的祖先，没有出现哺乳动物，C错。生物进化论认为适者生存，生物可以适应环境，但不能主动改造环境，只有人类才能主动改造环境，D错。第7题，图示时期是古生代末期，灭绝的代表性生物是海生无脊椎动物三叶虫，D对。恐龙是在中生代末期灭绝，A错。爬行类活跃在中生代，没有灭绝，B错。被子植物出现在新生代，C错。 8．下列关于生物发展阶段的叙述，正确的是( ) A．古生代寒武纪出现了鱼类 B．中生代侏罗纪恐龙繁盛 C．新生代第四纪出现了哺乳动物 D．古生代早期出现了森林生态系统 【答案】8.B

环境地球化学知识点

概念题 绪论（1/6） 环境问题由于人类活动或自然活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化，以及这种变化反过来对人类生产、生活和健康产生的影响。 环境容量人类生存和自然环境在不致受害的前提下，环境可能容纳污染物质的最大负荷量。 环境要素构成人类环境整体的各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本因素。 环境背景值在未受人类活动干扰的情况下，各环境要素（大气、水、土壤、生物、光、热等）的物质组成或能量分布的正常值。 环境质量在一具体环境内，环境的某些要素或总体对人类或社会经济发展的适宜程度。 环境质量评价按照一定的评价标准和评价方法对一定区域范围内的环境质量进行说明、评定和预测。 第一章岩石圈环境地球化学（0/0） 第二章土壤环境地球化学（1/9） 土壤覆盖在地球陆地表面和浅水水域底部，具有肥力，能够生长植物的疏松物质表层。 土壤圈覆盖于地球陆地表面和浅水域底部土壤所构成的一种连续体或覆盖层及其相关的生态环境系统。 成土过程地壳表面的岩石风化体及其搬运的沉积体，受其所处环境因素的作用，形成具有一定剖面形态和肥力特征的土壤的历程。 土壤酸度土壤酸性表现的强弱程度，以pH表示。 植物营养植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动。 土壤污染进入土壤的污染物积累到一定程度，引起土壤质量下降、性质恶化的现象。 土壤净化污染物在土壤中，通过挥发、扩散、吸附、分解等作用，使土壤污染物浓度逐渐降低，毒性减少的过程。 土壤质量评价单一环境要素的环境现状评价，是根据一定目的和原则，按照一定的方法和标准，对土壤是否污染及污染程度进行调查、评估的工作。

土壤中微量元素动植物体内含量很少、需要量很少的必需元素。 第三章水圈环境地球化学（2/11） 水圈地球表面或接近地球表面各类水体的总称。 水资源世界上一切水体，包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、土壤水、地下水及大气中的水分，都是人类宝贵的财富，即水资源。（广义）在一定时期内，能被人类直接或间接开发利用的那一部分动态水体。（狭义） 水矿化度天然水中各种元素的离子、分子与化合物（不包括游离状态的气体）的总量。 水硬度水中钙和镁含量。 化学需氧量（COD）水样在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L表示。 高锰酸钾指数法（COD Mn）在一定条件下，以高锰酸钾为氧化剂，氧化水样中的还原性物质，所消耗的量以氧的mg/L来表示。 重铬酸钾指数法（COD Cr）在一定条件下，以重铬酸钾为氧化剂，氧化水样中的还原性物质，所消耗的量以氧的mg/L来表示。 生化需氧量（BOD）在有溶解氧的条件下，好氧微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。 水体污染进入水体中的污染物含量超过了水体的自净能力，就会导致水体的物理、化学及生物特性的改变和水质的恶化，从而影响水的有效利用，危害人类健康的现象。 水体自净污染物质进入天然水体后，通过一系列物理、化学和生物因素的共同作用，使水中污染物质的浓度降低的现象。 水环境质量评价按照评价目标，选择相应的水质参数、水质标准和评价方法，对水体的质量利用价值及水的处理要求作出评定。 第四章大气圈环境地球化学（1/11） 大气圈包围在地球最外面的圈层，是由气体和气溶胶颗粒物组成的复杂的流体系统。 同温层从对流层顶以上到25km以下气温不变或微有上升的圈层。 逆温层从25km以上到50-55km，温度随高度升高而升高的圈层。 臭氧层地球上空10-50km臭氧比较集中的大气层, 其最高浓度在20-25km处。

成矿流体活动的地球化学示踪研究综述

第14卷第4期1999年8月 地球科学进展 ADVAN CE I N EA R TH SC IEN CES V o l.14　N o.4 A ug.,1999 成矿流体活动的地球化学示踪研究综述Ξ 倪师军,滕彦国,张成江,吴香尧 (成都理工学院,四川　成都　610059) 摘　要:成矿流体活动的地球化学示踪是近年来流体地球化学研究的一个新趋势。通过流体来源示踪、运移示踪和定位示踪可以追溯流体活动的全过程,对恢复流体活动历史、演化历程具有积极意义。对成矿流体活动的地球化学示踪方法进行了一定的总结,对人们常用的地球化学示踪方法——同位素地球化学示踪、元素地球化学示踪、包裹体地球化学示踪及气体地球化学示踪的研究现状进行了综述。 关　键　词:成矿流体;流体地球化学;地球化学示踪 中图分类号:P595　文献标识码:A　文章编号:100128166(1999)0420346207 地球化学示踪研究是查明元素、矿物等在地质地球化学作用过程中的来源、演化及其最终发展状态,是揭示地球化学作用机理和过程的重要途径和有效手段。成矿流体地球化学是当前国际地学界研究的前沿和热点之一,成矿流体活动的地球化学示踪研究已成为一个新的趋势,通过流体来源示踪、运移示踪和定位可以追溯流体活动的全过程,对恢复流体活动的历史、演化历程具有积极意义。 1　同位素地球化学示踪 由于同一元素不同同位素的原子质量不同,其热力学性质有微小的差异。正是这种差异导致同位素组成在物理、化学作用过程中发生变化,引起同位素分馏,包括热力学平衡分馏和动力学分馏2种类型〔1〕。 经过长期的分异、分馏、衰变演化,地球不同层圈、不同地质单元具有明显不同的同位素组成特征。因此可以根据同位素具有基本相同的化学性质示踪成岩、成矿物质的来源、推断源区的地球化学特征。另外还可以根据同位素分馏规律和矿物的同位素组成,示踪矿物形成时的物化条件和演化过程〔1〕。用稳定同位素数据来定量地说明成矿介质水和其他物质的来源,开始于60年代初期〔2〕,作为独特的示踪剂和形成条件的指标,稳定同位素组成已广泛地应用于陨石、月岩、地球火成岩、沉积岩、变质岩、大气、生物、海洋、河流、湖泊、地下水、地热水及各种矿床的研究,成为解决许多重大地质地球化学问题的强大武器〔3〕。在应用稳定同位素研究成矿流体的演化过程(源、运、储)的同时,人们也不断地应用放射性同位素来定量、半定量地研究地质地球化学作用过程,即应用放射性同位素研究地球化学示踪和地球化学作用发生的年代问题。同位素分析新方法新技术的不断发展,如R e2O s、L u2H f、L a2B a2Ce等方法的建立〔4〕,使同位素示踪技术也得到了丰富和发展。111　氢、氧同位素示踪 利用氢、氧同位素示踪成矿溶液的来源,是同位素示踪技术在地质研究中取得的最重要成果之一〔1〕。由于不同来源的流体具有不同特征的氢氧同位素组成,因此成矿流体的氢氧同位素组成成为判断成矿流体来源的重要依据,如卢武长①、魏菊英〔5〕 Ξ国家自然科学基金项目“成矿流体定位的地球化学界面及地学核技术追踪方法研究”(编号:49873020)、国家科技攻关项目“矿床(体)快速追踪的地球化学新方法、新技术”(编号:962914203202)和国土资源部百名跨世纪优秀人才培养计划基金资助。 第一作者简介:倪师军,男,1957年4月出生,教授,主要从事地球化学的教学与研究。 收稿日期:1998208210;修改稿:1999204213。 ①卢武长1稳定同位素地球化学1成都地质学院内部出版,19861116～1451

第六章 地球的演化与形成(习题)

第六章地球的演化与形成 一填空题 1. 节肢动物的三叶虫在（寒武）纪和（奥陶）纪繁盛，到（二叠）纪末期全部绝灭。 2. 早古生代是海生（无脊椎）动物和低等（植物）繁盛的时代。 3. 早古生代是海生无脊椎动物大发展的时期，其中主要类别包括（三叶虫）、（头足类）、（笔石）及（腕足类）。 4. 新生代因（哺乳）动物繁盛而被称为（哺乳）动物的时代 5. 劳亚大陆和冈瓦纳之间的古大洋为（古特提斯）洋。 6. 陆生脊椎动物最早出现在（泥盆）纪 7. 爬行动物最早出现在（石炭）纪 8. 晚古生代海生无脊椎动物以（腕足）类、（珊瑚）类、（有孔虫）和（菊石）最为繁盛。 9. 志留纪的标准化石有（笔石）、（珊瑚）和（腕足）类。 10. 地史上第一次形成广泛陆相沉积的时代是（志留）纪 11. 加里东运动发生在（志留）纪 12. 因（泥盆）纪裸蕨植物特别繁盛而被称为裸蕨植物的时代 13. 三叠纪初期，全球只有一个大陆，称为（联合大陆） 14. 地球上发现的最古老的岩石年龄为（ 4200 ）Ma 15. 早寒武世形成的地层称为（下）寒武（统）或早寒武世地层 16. 地质年代单位与年代地层单位的对应关系：宙（宇）；代（界）；纪（系）；世（统） 二选择题 1. 裸子植物在（）时代最为繁盛 泥盆纪 第四纪 中生代 寒武纪 2. 被子植物在（）时代最为繁盛 早古生代 新生代

晚古生代 3. 地球上最原始的生命出现在（） 1600Ma 3200Ma 2300Ma 1900Ma 4. 裸蕨植物的特点是（） 无根茎叶的分化 根茎叶已完全分化 已有明显的根部，但茎叶尚未分化 只有根和茎，没有真正的叶部 5. 地球上首次出现大规模出现森林的时代为（） 白垩纪 石炭纪 新第三纪 泥盆纪 6. 世界最早的成煤期为（） 侏罗纪 石炭纪 寒武纪

环境地球化学

长江三角洲第一硬黏土与古环境 摘要：硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。本文从土壤形态和土壤剖面两个方面对硬黏土进行了描述，并进一步说明硬黏土是一种古土壤，同时以长江三角洲第一硬黏土为例，说明了它所蕴含的古气候信息及其与海平面的关系。 关键词：硬黏土古环境 硬黏土形成在沿海和陆架相互作用的地带，受陆海交互作用的影响, 对气候及海平面变化尤为敏感，包含了复杂的古环境信息。长江三角洲晚第四纪地层中普遍发育若干层厚度不等的暗绿色、黄绿色或黄褐色的硬质黏土层,在工程地质上俗称“硬质黏土”或“老黏土”。按其年代由新到老依次为第一、第二、第三……硬质黏土层。目前对第一硬黏土层研究较详。第一硬黏土是古土壤。 1硬黏土概述 1.1土壤形态 从颜色上看，硬黏土大致可以分为两类，一类是分上、下两层的暗绿色硬黏土层和黄褐色硬质黏土层；另一类为单一的黄褐色硬质黏土层。这跟海水的影响程度有关；硬黏土质地以细粉砂为主，其次是粗粉砂和黏土；呈块状构造；土壤中含有新生体。 1.2土壤剖面 第一硬黏土层分布在长江三角洲南北两翼，埋深3-25m，西部浅，东部深，总体上具有自西向东的自然坡度。西部硬黏土层的厚度最大，平均7．2 m，向东变薄，至上海市区平均为2．9 m。——这可能和暴露时间长短有关系。 上部含较多植物根屑, 具团粒结构, 中、下部淀积层内黏粒胶膜及铁锰质结核发育, 底部逐渐过渡到保留有原生沉积构造的母质层。 硬黏土与上下地层的关系：三角洲前缘古土壤层上覆滨浅海泥质沉积, 后缘上覆湖沼相泥质沉积,与上覆层呈突变接触关系。下伏黄色滨海、河流相粉细砂或黏土质粉砂, 呈渐变接触关系。 1.3硬黏土是古土壤 古土壤指过去气候与地貌环境相对稳定环境下形成的土壤，其发育或由于形成土壤的气候或地形环境的变化而中断，或在后来的地质过程中被其他沉积物掩埋。探讨并证明硬黏土是古土壤主要看硬黏土是否是经历了明显的成土改造。古土壤特征比较明显的层位在硬土层的上部：

中微子的发现

中微子的发现 背景 从运动学理论可以知道，当一个粒子衰变为两个粒子时，动量和动能守恒，末态粒子的能量应为确定值。而1914年，查德威克在实验中发现β衰变中放出的电子的能谱为连续谱，这意味着电子有各种不同的能量。这是什么原因呢？ 对查德威克发现的现象，梅特纳认为：原子发射的电子能量都具有观察到的最大值，最终观察到的是电子经过别的过程损失一定能量后的次级电子。艾利斯(C.D.Ellis)和伍斯特(W.A.Wooster)设计了一个实验，运用一个量能器把所有产生的粒子收集起来，即使初级电子的能量被次级过程重新分配，也能从收集到的总能量算出每次β衰变放出的平均能量，它应当等于观察到的电子能谱极大值。可是，1927年他们的实验结果表明，量能器得到的只是最后射出的电子能量，其平均值与连续谱相符，而看不到次级发射的其它能量。由此可见并没有什么次级过程起作用的迹象。 面对这种困惑形势，玻尔对能量守恒理论提出了质疑。玻尔的主张遭到激烈的反对，狄拉克表示：“我宁可不惜任何代价来保持能量的严格守恒。”泡利也不同意玻尔的观点，1930年，他提出：β衰变中，可能存在一种电中性的粒子带走了电子一部分能量。他把这一电中性的粒子称为中微子。泡利的这一建议是很大胆的，因为这样的粒子是很难直接探测出来的，但这一假设可以使人们摆脱有关核结构理论及β衰变所遇到的困境。 1933年10月的索尔维会议对中微子概念的发展具有重大意义。泡利在会上再次介绍了他对这个新粒子的看法。尽管海森伯还持有怀疑态度，费米却对它做了肯定，并且已经认识到它与中子的区别。那届索尔维会议后仅两个月，费米即在核的质子-中子模型的基础上，发表了有关β衰变的理论。他用相对论量子力学描述费米子，又利用狄拉克辐射理论的产生与湮灭算符及遵从二次量子化的方法导出了寿命公式和β衰变的连续能谱公式，成功的完成了他的β衰变理论。费米的β衰变理论，不仅圆满地解释了整个β衰变过程，澄清了有关β衰变的疑难，同时也确立了有关核结构的理论。按照费米的理论，在β衰变里，中微

油气地球化学(正构烷烃)调查研究方法综述

油气地球化学（正构烷烃）调查研究方法综述 摘要：正构烷烃是生油岩和原油的一种主要化学组分，具有多种成因和来源，其组成和碳数分布能反映有机质类型、沉积环境性质和热演化程度[]1。本文在参考大量国内外文献的基础上，对正构烷烃在原油中的分布特征及其地球化学意义进行了综合分析及浅显的阐述。 关键词：生物标志化合物、正构烷烃、分布特征、地球化学意义 1正构烷烃在原油中的分布特征 在没有遭受生物降解作用改造的情况下，正构烷烷烃系列无疑是原油中的主要组成部分[]9，其含量一般占原油的15～20%。高者：如我国华北地区高蜡原油正烷烃含量可高达38～40%（占饱和烃含量的87～91%）。低者：如华北地区、南海中均发现有正烷烃含量占饱和烃的1～4%的原油。 一般的沉积地层中正构烷烃多为奇碳数优势分布[]13 12-，我国大部分陆相生油岩及原油具有这样的地球化学特征。而咸水湖相及碳酸岩沉积环境有机质中正构烷烃碳数分布独特，常在C22～C30范围呈偶碳数优势[]14，我国的江汉盆地[]15和柴达木盆地[]16第三系咸水湖相生油岩及其所生原油正构烷烃中也见有这种分布模式。这类正构烷烃的偶碳数优势成因，一般被认为是由偶碳数正构脂肪酸和醇类的还原作用[]17。 据唐立杰对冀东油田部分区块原油正构烷烃的分析，冀东油田原油的正构烷烃相对质量百分含量分布趋势基本相同，但其碳数分布仍可分为3类：(1)原油正构烷烃分布主要表现为单峰分布，其主峰碳在C15附近，各原油样品的相同碳数的正构烷烃的相对质量百分含量相差不大，C15以后的正构烷烃相对质量百分含量随着碳数的增加成降低趋势；(2)主峰碳在C15附近，次主峰碳在C25附近，C15以后的正构烷烃相对质量百分含量随着碳数的增加成降低趋势；(3)M27—29和NPll一X116井的原油表现为生物降解原油特性，各碳数的正构烷烃相对质量百分含量较低且相差不大。

【精品】地球的起源与演化

【关键字】精品 3 地球的起源与演化 3．1 地球的起源和圈层分异 地球起源问题自18世纪中叶以来同样存在多种学说。目前较流行的看法是，大约在46亿年前，从太阳星云中开始分化出原始地球，温度较 低，轻重元素浑然一体，并无分层结构。原始地球一旦形成，有利于继续吸积太阳星云物质使体积和质量不断增大，同时因重力分异和放射性元素蜕变而增加温度。当原始地球内部物质增温达到熔融状态时，比重大的亲铁元素加速向地心下沉，成为铁镍地核，比重小的亲石元素上浮组成地幔和地壳，更轻的液态和气态成分，通过火山喷发溢出地表形成原始的水圈和大气圈。从此，行星地球开始了不同圈层之间相互作用，以及频繁发生物质-能量交换的演化历史。 正是由于地球形成以来经历过复杂的改造和变动，原始地球刚形成时的物质记录已经破坏殆尽。我们是怎样推测它已经有46亿年寿命的？这 需要从地球自身的最老物质记录、太阳系内原始物质年龄和相邻月球演化史几方面来探讨。 3．2 地球的年龄 地球上已知最老的岩石（石英岩，一种由石英颗粒组成的沉积岩，后来遭受过温度、压力条件变化）出露于澳大利亚西南部，根据其中所含矿物（锆石）的形成年龄测定，证明已有41～42亿年历史。根据地质学研 究，这种岩石和矿物只能来自地壳的硅铝质部分（见第四章1），而且必须经过地表水流的搬运、筛选和沉积。所以我们可以据此作出推论，地球的圈层分异在距今42亿年前已经完成。 地质学领域较精确的测定年龄方法，主要根据放射性同位素的衰（蜕）变原理：放射性元素的原子不稳定，必然衰变为它种原子（如238U衰变 为206Pb等），而且衰变速率不受外界温压条件变化影响（如238U经过 45亿年后其一半原子数衰变为206Pb，故称为半衰期）。我们只需在岩石中测出蜕变前后元素的含量，就可以获得母体岩石形成的年龄。 不同放射性元素半衰期的长短有很大差异，其测年的精度也存在重要区别（表2-2）。因此，要根据研究对象实际情况选择测试物质，采用合适的方法。例如，时代很新的湖南长沙马王堆考古发掘中，西汉初期（约200BC）的棺木保存完好，可以用14C法测得木材的绝对年龄数值与古墓 内的文史资料相当符合。至于地球漫长演化史中保存的物质记录（岩石和矿物），只能采用238U－206Pb、87Rb－87Sr等方法，精度误差允许达到几个百万年。实际操作中包含复杂的技术因素，如测试手段的误差，测年方法使用条件的偏离，野外采样不当（标本已受风化影响，不够新鲜），

说明文阅读专项训练110：《中微子,关乎宇宙起源之谜》

中微子，关乎宇宙起源之谜 ①日本“顶级神冈”中微子探测器项目已正式启动，计划于2027年开始收集数据。该项目由日本主导、英国和加拿大等国参与，目的是阐明物质的起源及基本粒子的“大统一理论”，揭开宇宙起源之谜。 ②中微子是宇宙中数量最多的基本粒子之一。基本粒子是已知的最小粒子，它们不能像原子那样被分成更小的粒子，是构造宇宙中一切的基本元素。而中微子又是最轻的物质粒子，迄今还未能测出它的确切质量，但至少比电子还要轻100万倍。它们无处不在，如太阳发光、核反应堆发电、岩石的天然放射性衰变等核物理过程中都会产生，就连我们每个人也会因体内的钾-40衰变而每天发射约4亿个中微子。 ③中微子的最大特点就是几乎不与任何物质反应。不管是人体还是地球，在它看来，都是极为空旷、可以自由穿梭的空间。我们感觉不到它的存在，科学上探测也极为困难。因此，中微子的发现和研究过程，饱含着几代科研人员的心血。 ④1930年，奥地利科学家泡利为了解释原子核衰变中能量似乎不守恒的现象，预言了中微子的存在，认为就是这种“永远找不到的粒子”偷偷带走了能量。经过20多年的寻找，美国科学家科万和莱因斯终于在核反应堆旁探测到中微子，证明了它的存在。莱因斯因此获得了1995年诺贝尔物理学奖。 ⑤1968年，美国科学家戴维斯在地下1500米深的废弃金矿中进行实验，首次探测到了来自太阳的中微子，证实太阳无穷无尽的能量来自氢核聚变。1987年，日本科学家小柴昌俊在第一代神冈实验中，探测到了来自超新星的中微子。他们二人因此都获得了2002年诺贝尔物理学奖。此后，戴维斯进一步提高测量精度，却发现太阳中微子的数量比理论预言的要少得多，被称为“太阳中微子失踪之谜”。此后，小柴昌俊的学生梶田隆章发现，宇宙射线在大气层中产生的中微子也比预期少，称为“大气中微子丢失之谜”。 ⑥中微子为什么比预计的少？1998年，梶田隆章在升级后的第二代神冈实验中发现，大气中微子比预期少，是因为在飞行过程中自发变成了其他种类的中微子，这一现象就是中微子振荡。他也因此获得了2015年诺贝尔物理学奖。 ⑦中微子振荡现象证明了中微子有质量，尽管质量极其小，但会影响宇宙的起源和演化。根据已知的物理规律，在宇宙早期，正反物质应该成对产生，数量是一样的。但在现在的宇宙中，并没有发现大量反物质存在的迹象。为什么宇宙只由正物质构成？反物质到哪里去了？这是宇宙起源必须回答的关键问题。中微子振荡会带来一个意外的结果，即正反粒子的行为可以不一样，很有可能造成反物质消失。因此，全面了解中微子振荡，是破解“反物质消失之谜”的重要一环。 ⑧由于中微子难以探测，解决这些谜团需要巨大的探测器，获取更精确的数据。日本前两代神冈实验坚持自己的优势方向，掌握核心技术，持之以恒地探索，取得了巨大突破。此次启动的第三代实验“顶级神冈”将建造一个26万吨的水探测器，造价约8亿美元。此前，中国的江门中微子实验和美国的深层地下中微子实验也已开始建设。三个实验间既竞争又互补，联合分析能显著提高发现能力。新一代的中微子实验，也许有一天可以揭开宇宙起源的谜题。 11.（3分）①-③段，概括中微子的三个特点。 12.（3分）判断下列句子使用的说明方法，每空只填一项。 （1）但至少比电子还要轻100万倍。（）（）（2）它们无处不在，如太阳发光、核反应堆发电、岩石的天然放射性衰变等。（） 13.（3分）莱因斯、戴维斯和小柴昌俊获得诺贝尔物理学奖的原因分别是什么？ 14.（2分）中微子和揭开宇宙起源谜题有何关系？根据文章内容概括提炼。

环境地球化学答案

1、名词解释 Pm10：是指大气中直径小于或等于10微米的颗粒物称为PM10，又称为可吸入颗粒物或飘尘。 Pm2.5：PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。 大气颗粒粒径：指大气颗粒的直径，粒径小于10微米的颗粒可以长期飘浮在空中，称为飘尘，其中10～0.25微米的又称为云尘,小于0.1微米的称为浮尘。而粒径大于10微米的颗粒，则能较快地沉降，因此称为降尘。 环境容量：环境容量（environment capacity）是在人类生存和自然生态系统不致受害的前提下，某一环境所能容纳的污染物的最大负荷量。或一个生态系统在维持生命机体的再生能力、适应能力和更新能力的前提下，承受有机体数量的最大限度。 生物吸附系数：是某元素在有机体（通常是植物）灰分中的含量与该元素在生长这种植物的土壤中的含量比例，它定量的反映了生物对环境中元素的吸收强度。 CO2温室效应：大气中的CO2浓度增加，允许太阳辐射能量穿透地球大气层，使地球表面变暖，当地球表面进行二次能量辐射时，温室气体CO2又将这些能量重新发射回地面，使地球发生可感觉到的温度升高，这就是CO2温室效应。 2、环境地球化学的特点及主要研究内容： 环境地球化学的重要任务之一就在于及时地研究现代环境化学变化的过程和趋势，在原来地球化学的基础上，更加深入地研究组成人类环境的各个系统的地球化学性质。人为散发的污染物在环境中不断发生空间位置的移动和存在形态的转化。这种迁移转化的结果，可以向着有利的方向发展，如污染物被稀释、扩散、分解，甚至消失；也可以向着不利的方向发展，如污染物在某些条件下积累起来，转变成为持久的次生污染物。污染物在环境中的存在形态可以通过各种化学作用不断发生变化，如溶解、沉淀、水解、络合与整合、氧化、还原、化学分解、光化学分解和生物化学分解等。

贵州省遵义市2021届新高考第二次适应性考试物理试题含解析

贵州省遵义市2021届新高考第二次适应性考试物理试题 一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．中微子失踪之谜是一直困扰着科学家的问题，原来中微子在离开太阳向地球运动的过程中，发生“中微子振荡”转化为一个μ子和一个τ子。科学家通过对中微子观察和理论分析，终于弄清了中微子失踪之谜，成为“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在运动中只转化为一个μ子和一个τ子，并已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（） A．一定与中微子方向一致B．一定与中微子方向相反 C．可能与中微子方向不在同一直线上D．只能与中微子方向在同一直线上 【答案】D 【解析】 【详解】 中微子转化为一个μ子和一个τ子过程中动量守恒，已知μ子的运动方向与中微子原来的方向一致，只能得出τ子的运动方向与中微子方向在同一直线上，可能与中微子同向也可能反向。 A．一定与中微子方向一致与分析不符，故A错误； B．一定与中微子方向相反与分析不符，故B错误； C．可能与中微子方向不在同一直线上与分析不符，故C错误； D．只能与中微子方向在同一直线上与分析不符，故D正确。 故选：D。 2．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（） A．此介质的折射率等于1.5 B2 C．入射角小于45°时可能发生全反射现象 D．入射角大于45°时可能发生全反射现象 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB．折射率

sin sin 452sin sin 30 i n r ===o o 选项A 错误，B 正确； CD ．全发射必须从光密介质射入光疏介质,真空射向介质不可能发生全反射，选项CD 错误。故选B 。 3．物块M 在静止的传送带上匀加速下滑时，传送带突然转动，传送带转动的方向如图中箭头所示.则传送带转动后( ) A ．M 减速下滑 B ．M 仍匀加速下滑，加速度比之前大 C ．M 仍匀加速下滑，加速度与之前相同 D ．M 仍匀加速下滑，加速度比之前小 【答案】C 【解析】 【详解】 传送带静止时，物块加速向下滑，对物块受力分析，垂直传送带方向 sin N mg θ= 平行传送带斜向下 sin mg N ma θμ-= 所以 sin cos a g g θμθ=- 传送带突然向上转到，物块依然相对传送带向下运动，受力没有变化，摩擦力依然平行传送带向上，所以小物块加速度不变，所以C 正确，ABD 错误； 故选C 。 4． “世界上第一个想利用火箭飞行的人”是明朝的士大夫万户。他把47个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，飞上天空，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备(火箭(含燃料)、椅子、风筝等)总质量为M ，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m 的炽热燃气相对地面以v 0的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g ，下列说法中正确的是

地球化学专业

地球化学专业 硕士研究生培养方案 一、培养目标 培养的硕士研究生应在德、智、体等方面全面发展，具有创业精神和创新能力，能进行科学研究、工程技术及管理的高级专门人才，以适应社会主义现代化建设的需要。具体要求如下： 1、努力学习马列主义、毛泽东思想和邓小平理论，拥护中国共产党，拥护社会主义，具有较高综合素质，遵纪守法，品行端正，作风正派，服从组织分配，愿为社会主义经济建设服务。 2、在地球化学学科内掌握坚实的基础理论、系统的专门知识、必要的实验技能和较熟练运用计算机的能力；了解地球化学、应用化学专业发展现状和动向；掌握一门外国语，能熟练地进行专业阅读并能撰写论文摘要；具有从事本学科领域内科研、大学教学或独立担负专门技术工作的能力，具有较强的综合能力、语言表达能力及写作能力，具有实事求是、严谨的科学作风。 3、坚持体育锻炼，具有健康的体魄。 二、学习年限 硕士研究生的学习年限为3年。 硕士生应在规定的学习期限内完成培养计划要求的课程学习和论文工作。 三、研究方向 本专业设置以下研究方向： 1、油气地球化学 2、生物与环境地球化学 3、油藏描述及油藏地球化学 4、油气藏形成与分布 四、课程设置 课程设置包括学位课、非学位课和实践环节，课程总学分为34或以上。学位课为必修课，含公共课、专业基础课，学分为20分；非学位课学分为12分；实践环节为必修课，含学术活动、专业实践、社会实践和教学实践，学分为2学分。

（一）学位课7门（共20学分） （二）非学位课6门（12学分） 非学位课中的选修课由导师和硕士生根据专业培养方案的要求和研究方向的需要，以及研究生原有的基础和特长、爱好共同确定，给研究生留有充分的选修灵活性，鼓励研究生跨学科、跨专业选修课程，以拓宽研究生知识面，培养他们的适应能力。 导师应布置60篇以上的中、外文文献资料让研究生阅读，且外文资料比例应占三分之一以上，并做到有检查，有考核。 （三）补修本科生课程 这类课程设置主要是以同等学力或跨学科、专业录取的硕士生，除完成培养方案规定的学位课、非学位课外，还应补修该专业本科阶段的主干课2～3门，如不修完规定的本科课程，不能进入硕士论文撰写及答辩。 （四）实践环节 硕士生应参加一定数量的学术活动，考核合格者记1学分。其中，必须在院（系）及以上级别学术会议上至少做一次学术报告，每次0.5学分，参加院（系）及以上级别学术会议，每次0.1学分。另外，还应从其它实践环节中至少选1个实践环节, 考核合格后取得学分。研究生实践环节由导师和系主任负责安排、指导、检查与考核，研究生学院审核确认。 (五) 野外地质调查 本专业硕士生应当十分重视野外地质调查、野外样品采集及第一性地质资料的收集，这不仅是论文工作所必需，也是培养和提高硕士生野外实际工作能力的重要环节。野外地质调查主要结合自己的硕士论文，参加有野外地质和油田现场资料收集的科研项目，要求全面掌握野外地质调查与综合分析方法。硕士生的野外地质调查由指导教师负责安排、指导和检查。 本专业课程设置见附表。 五、培养方式 1、导师应根据培养方案的要求和因材施教的原则，从每个硕士生的具体情况出发，在硕士生入学后三个月内制订出研究生的培养计划。 2、对硕士生的培养采取课程学习和论文工作相结合的方式。既要使硕士生深入掌握基础理论和专门知识，又要使研究生掌握科学研究的基本方法和技能，具有从事科学研究的能力。整个培养过程应贯彻理论联系实际的方针。 3、硕士生指导采取导师负责制或指导小组集体培养的方式。 4、硕士生的课程学习强调学位课以听课为主，统一考试；选修课可以采取考试、写读

从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来

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)04-0463-24 0　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 14 Dec.2004

砷的环境地球化学研究进展

砷的环境地球化学研究进展概述 摘要：由于自然原因和人为原因，大量的砷分布在岩石、土壤、大气和水中，进而进入生物体内。近年来，越来越多的砷中毒事件已引起国内外的高度重视。本文对砷的性质、砷在环境介质如岩石矿物、土壤、大气、水体和生物体中的形态分布及砷在环境介质间的迁移转化进行了综述。 关键词：环境地球化学砷研究进展迁移转化形态分布 A Review on Environmental Geochemistry Studies of Arsenic Abstract: Arsenic (As) is a ubiquitous element in rock，soil，atmosphere，water，plants and animals as a result of natural geological sources and anthropogenic sources，such as mining and smelting，pesticide application，fossil-fuel burning and other industrialization in general. Recently，more and more reports about arsenic poisoning occur，which attracted a significant environmental health concern. This article will give a review on characteristic of arsenic，distribution，speciation，transport and transformation of arsenic and its compounds in environment medium. Key words: Environmental geochemistry; arsenic; speciation; transformation; review 早在四千多年前，我国就将雄黄（As2S2）、雌黄（As2S3）等砷化物用于食用、制药及炼丹。从1250年Albertus Magnus分离出砷以来，砷广泛应用于医药、农业、畜牧业、电子、工业及冶金业等各个领域。砷在地壳中的丰度为（1.7-1.8）mg/kg，大量分布于岩石、土壤、水和生物体中。环境中的砷主要来源于自然地质作用，除此之外，人为来源如尾矿及采矿废水、金属冶炼、化石燃料燃烧、木材燃烧和含砷化学品（除草剂、杀虫剂、防腐剂和肥料等）等也起到重要作用。砷及砷化物是世界卫生组织( WHO) 下属的国际癌症研究所( IARC) 、美国环境卫生科学研究院( NIEHS)、美国环保局( USEPA) 等诸多权威机构所公认的人类已确定的致癌物。因其对动植物的广泛致毒性，无机砷化物被美国环保局（USEPA）列为第一类优先控制污染物，是国际肿瘤机构（IARC）确认的人类致癌物之一，人体摄入砷可导致皮肤、肺、肝肾、膀胱等器官的病变，乃至诱发癌症。据统计，全球约6-10千万人长期暴露在高砷环境中。因此，对砷的环境地球化学研究具有重要意义。 1砷的性质 砷的英文名称为Arsenic，化学元素符号As，它的外观为银灰色发亮的块状固体，质硬而脆。熔点为817℃/3650Kpa，沸点为613℃/升华，它不溶于水、碱液、多数有机溶剂，但溶于硝酸、热碱液。砷位于元素周期表中第四周期第V主族，处于金属与非金属过渡的区域，通常情况下可以把砷看作半金属元素。砷在自然界中无处不在，地壳中排列第20位，海水中排列第14位，人体中排列第12位。环境中的砷主要以四种氧化态（-3，0，+3，+5）存在，主要以以无机态的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)存在，有机砷包括一甲基砷酸(MMA)、二甲基砷酸(DMA)，在海产品中主要以砷甜菜碱砷(AsB)和砷胆碱(AsC)。但As3一只存在于Eh极低的环境中，呈气态砷化三氢(AsH3)和(CH)3As的形式，在自然界中十分稀少；金属砷在自然界中则更是稀少。不同形态的砷