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新观点与新发现

2015-03-21

海相油气地质 2015年3期
关键词:同位素微观二氧化碳

地球生命的繁荣32 亿年前已开始出现 据《Nature》报道,华盛顿大学的研究者从南非和澳大利亚采集到的52 个、年龄在27.5 亿年~32 亿年的海洋与河流沉积的岩石样品中,发现了生物从大气中提取氮的化学证据——轻重氮同位素的比例恰好满足单细胞生物固氮酶(生物通过这种酶固定大气中的氮)的使用。在此之前的认识是,约在20 亿年前,生物才具有利用大气中的氮来维持自身生命的能力;现研究表明,32 亿年前,有些生物就已经可以从更大机体组织的形式。

“酸海”引发二叠纪—三叠纪之交的物种灭绝 美国《科学》杂志报道,新西兰地球化学家Matthew Clarkson等人,对阿拉伯联合酋长国二叠纪岩石中的硼同位素比例进行了分析(硼以分别受到酸性与碱性控制的两种形式存在于海水中,通过测量每一种硼同位素的水平便能够直接计算海水的pH值),并用硼同位素创建了一个二叠纪末期的海水pH 值高分辨率记录。研究认为,约2.52 亿年前、二叠纪至三叠纪之交的生物灭绝事件(持续约6 万年)与西伯利亚的火山喷发和海洋的海水酸化有关。此过程可分为两个阶段:第一阶段,二氧化碳以缓慢速度释放了5万年,进入海洋的二氧化碳被强碱性的海水中和,海水pH 值变化不明显,对地球生命的影响相对缓和;第二阶段,仅有1 万年,但二氧化碳释放速度快、规模大,海水酸碱度突变,海水pH 值下降了0.7,使得海洋中绝大多数高度钙化的生物无法适应并因此灭绝。

宏观尺度与微观尺度的岩石应力作用机制差异巨大 美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家们,在圣安德烈斯断层开展了深部钻探工作,取得了地震活断层的深部岩心样品,并借助微焦X 射线束,在微观尺度上对断层的应力场进行了分析。研究发现:在微米尺度上,样品的应力分布非常不均匀,单个石英碎片的某些区域没有发生弹性形变,而另外一些区域则出现了非常大的形变,应力最高超过2 亿帕,这个数值要比以宏观近似方法得到的间接测量结果(几千万帕)高出很多,这说明宏观和微观尺度的应力作用机制有着巨大的不同。

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