【汇旺担保】空间地质学

[拼音]:kongjian dizhixue

[英文]:space geology

空间科学的分支学科。它是应用地质学、地球化学和地球物理学的原理和方法研究太阳系各类天体的物质组成、地质构造、内部构造和地质演化过程的一门新兴学科,亦称宇宙地质学或天体地质学。它的发展与空间科学技术、天文学、地质学和空间化学的研究进展密切相关。空间地质学的研究成果可为探讨早期太阳星云内化学元素的分馏、太阳星云物质的凝聚、聚集和吸积作用,太阳系各类天体形成的物理化学条件和部位,以及吸积形成行星后的热历史提供重要的依据。研究的主要领域有:行星地质学、卫星地质学、宇宙矿物学等。

简史

1877年俄国学者列谢维奇(В.В.Лесевич)根据对陨石和行星望远镜光谱学的研究,首次应用“天体地质学”这一术语。20世纪50年代以前,人类仅能从地球上用望远镜对月球和其他天体进行观测,了解其形状、大小、密度及表面特征,并通过天体的反照率和反射光谱推测它们表面的物质组成。60年代初期至70年代末期,美国和苏联相继发射了一系列宇宙飞船,分别对月球、水星、金星、火星、木星、土星、天王星及行星际空间进行了探测和研究,拍摄了大量解析度较高的行星表面精细照片,绘制了类地星体(水星、金星、月球和火星)的地质图及地质构造略图,在此基础上初步了解了类地行星的地质演化历史。美国发射的宇宙飞船对类木行星(木星、土星、天王星和海王星)的行星环进行了较系统的观测和研究。美国“海盗”1号和2号宇宙飞船在火星表面著陆,苏联“金星”13号和14号宇宙飞船在金星表面著陆,直接分析了火星和金星土壤的化学成分,积累了大量珍贵的资料,大大扩充套件了空间地质学的研究内容。

研究内容

空间地质学的主要研究内容有:综合整理和解释对行星体遥感观测和载人宇宙飞船探测的资料,在此基础上推测行星表面的地形特征、地质构造及地质的演化历史;行星表面陨石撞击坑的分布和密度;行星的火山作用及火山岩的分布;行星表面物质的化学组成、岩石学和矿物学;行星表面物质的同位素年代学及行星的热历史、内部构造和作用过程等。此外,陨石的研究有助于了解陨石物质早期历史,从而进一步推导太阳系物质来源、形成行星的初始物质、行星形成的物理化学环境、方式和过程以及太阳系的化学演化历史。

研究手段

空间地质学的主要研究手段有以下几个方面:

(1)利用飞近行星的宇宙飞船探测行星大气和行星表面,采用γ射线谱、X射线荧光光谱、紫外线光谱以及光度测定、红外辐射测量、微波辐射测量及雷达探测等手段主要测定行星表面钾、铀、钍及其他元素的丰度;测定表面物质的物理性质(如密度);测定表面成分并提供行星表面的作用过程和行星分异作用的资讯;测定大气成分并提供行星体去气作用及热历史的资料;测定反照率并提供行星表面地形起伏,结合重力资料进一步了解行星壳层的均衡作用;测定表面化学、行星土壤的成熟度及行星分异程度及行星表面的温度等;

(2)载人宇宙飞船和无人驾驶宇宙飞船直接在行星表面著陆,采集样品或直接分析著陆点附近土壤和岩石的化学成分,并对行星表面及内部的热流和地震波速等地球物理引数进行探测;

(3)直接分析陨石和月球样品的物质组成、物理性质和同位素年龄;

(4)根据上述探测资料和分析资料进行综合分析,提出行星的地质演化模式。

展望

基于目前空间地质学的研究内容和现状,今后除继续探测类木行星外,将利用宇宙飞船集中探测类地行星、小行星和彗星,并试图从火星、金星及小行星取到样品,以深入了解太阳系各天体的成分和物理状态。

参考书目

E.A.金著,王道德、谢先德、曹鑑秋译:《宇宙地质学概论》,科学出版社,北京,1983。(E.A.King,SpaceGeology An Introduction, John Wiley & Sons, New York,1976.)

B.P.Glass,Introduction to Planetary Geology,Cambridge Univ. Press, Cambridge, 1982.

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