《综台应能力C类》.doc

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1、《综台应用能力C类》一、科技文献阅读题：请认真阅读文章，按照每道题的作答要求作答。（50分）关于地表水的来源，一些科学家认为是彗星或陨石撞击地球时带来的，也有科学家认为是从早期地球的内部慢慢渗透出来的。最新研究发现，地球内部可能存在着一个3倍于地表海洋总水量的“隐形海洋”，这也为后一种可能的模式提供了新的证据。近日，美国新墨西哥大学和西北大学的研究人员在《科学》杂志上撰文称，地球内部可能存在着一个3倍于地表海洋总水量的“隐形海洋”。“隐形海洋”位于地球内部410-660公里深处上下地幔过渡带，其形态不是我们熟悉的液态、气态或固态，而是以水分子的形式存在于—种名为林伍德石的蓝色岩石中。

2、林伍德石是—种在高温高压环境下（介于525-660公里间的地幔）产生的矿物，能将水合物包含于其结构中。1969年，这种矿是首次在Temham陨石中被发现，且被认为很有可能大量存在于地球地幔中。“我想我们终于找到了整个地球水循环的证据，这或许有助于解释地球地表液态水的存在。”在西北大学地球物理学家史蒂文·雅各布森看来，他们的发现提供了地表水来源的一个合理解释。地下有“水”的猜想据报道，研究人员利用遍布美国的2000多个地震仪分析了500多次地震的地震波。这些地震波会穿透包括地核在内的地球内部，研究人员据此分析地震波穿透的是什么类型的岩石。由于水的存在，地震波传播的速度会降低。结果表明，

3、在美国底下660公里深处，岩石发生部分熔融，且从地震波传播速度减缓来看，这是可能有水存在的信号。美国的研究人员还在实验室中合成上下地幔过渡带中存在的林伍德石，当模拟地下660公里深处的高温高压环境时，林伍德石发生部分熔融，就像“出汗”—样释放出水分子。“上述研究推论的逻辑是，如果地下有水的形式存在——哪怕只有很少—部分，就会降低部分物质的熔点，他们在地幔过渡带高温高压的环境中会产生部分熔融。溶液中的波速要比固体矿物中的波速低很多，加上水的存在，所以能够显著降低地震波的波速。当观测到这种情况，首先就会推测是不是有部分熔融的发生。”中科院地质与地球物理研究所的张研究员在接受采访时表示，该

4、研究结论是—项逻辑上比较合理的推断。也就是说，如果这些地震波穿过地下660公里深处，恰好经过发生部分熔融的林伍德石，那么地震波传播速度降低的现象就容易理解了——由此也能够推测：正是由于水的存在，导致了林伍德石的部分熔融。难以定论有“海洋”然而，尽管此推论在理辑上能够讲得通，但以这种“从现象分析物质成分”的方式得出的结论是否成立，还难以定论。同样来自中科院地质与地球物理研究昕的林研究员认为，美国科学家用地下水的可能性去解释地震波传波速度减缓有一定的合理性，但其结论还不宜“外延太多”，毕竟局部的现象不能代表整个地幔过渡带圈层均如此。“地球物理的很多问题是有多解性的。”林研究员认为，地震仪

5、测到的地震波速的变化，也许有别的解释。他举例说，俯冲板块（通常情况下俯冲板块是指由洋壳组成的大洋板块）相对于地幔是一个“冷而干硬”的东西，它到底能冲到多深？有人认为它穿过了过渡带，有人认为停留在转换带上面。“如果它穿过了过渡带，由于洋壳中有很多含水矿物，那么林伍德石含水就有可能说是一个局部的特例。”究竟是不是特例？判据是什么？林研究员与他的博士研究生曾经在开展南极陨石冲击变质研究中，发现了大量林伍徳石。通过进一步研究发现林伍徳石颗粒的Fa值（FeO的摩尔占比）与拉曼谱峰（可用于确定物质的成分）有很好的线性相关。从而建立了两者之间的关系式，进而得到利用拉曼光谱测定林伍徳石的化学成分的新

6、方法。美国某学刊中有研究曾利用拉曼光谱的方法测出林伍德石Fe0的摩尔含量在25%左右。林研究员认为这—数据意味着该地区的林伍徳石中铁橄榄石占25%左右，这比地幔平均高出8%左右。“这就给了一个信号，这个林伍徳石代表性不强。”“地震波速变化，是不是一定因为水，即使是因为水，是不是全球性的，我认为都值得继续考究。”林研究员总结说。地球物理学与比较行星学在采访中，记者发现，科学家对林伍德石的猜想始于地幔转换带，而对其着手研究则始于来自陨石中的此类矿石。这其中又是怎样的联系呢？张研究员解答了记者的疑惑。原来，限于人们难于拿到地下如此深度的矿石样本，对于地球深部结构和成分的研究，科学家们选择了

7、一种间接的途径——比较行星学。通俗地说，比较形星学即经由比较行星间特质的差异性来研究行星的学问。地球作为太阳系中一颗行星，对其他类地行星物质成分的研究，可以为地球内部的物理构成提供借鉴。正所谓“它山之石可以攻玉”，随着行星星际探测技术的发展和探测范围的扩大，比较行星学得到了快速发展。“地球深部研究是—个多学科交叉的点，就好像‘瞎子摸象’一样。比如我们做实验和模拟计算的，摸到的是一条腿，做比较行星学摸到的是另外—条腿，不同学科有不同的角度和推测，但是大家都希