【理论课堂】有哪些科学发现？

05-28 09:38

近百年来，科学家们在圈内结构划分、板块运动及其作用、深层生命等领域取得了突破性发现。通过不断解读地球深层岩层中记载的地球历史档案和地球深层地球物理图像的解读。

伴随着科学技术的不断发展，人类逐渐以一系列科学方法，如检测、勘探、观测、实验等，揭开了地球深层的神秘面纱。图片显示，2024年4月21日，游客前往南京地质博物馆的地球内部结构模型。人民图片刘建华/摄

划分地球圈内结构。地球由外圈和内圈组成。外层包括水圈、生物圈和大气圈；内圈由地壳、地帘和地核组成。地壳是地球固体圈的最外层，由岩石组成，是岩石圈的重要组成部分。上地幕分为上地幕和下地幕，上地幕顶部和地壳形成岩石圈，岩石圈下为软流圈。这一圈内结构促使地球的板块在软流圈上漂浮和移动。地核是地球的“心脏”，是地磁场的发源地，也是驱动地球运转的发动机。地核分为液体外核和固体内核，外核的流动使地球产生地磁场。这一磁场能有效地屏蔽太阳风和宇宙射线，对地球生物起着重要的缓冲作用。地球结构的发现促进了地质学和地球物理学的深入发展，使人们对地球内部的物理状态和化学成分有了更准确的认识，有助于科学家更好地预测和解释自然灾害。

板块运动及其功能。板块结构理论是20世纪自然科学的重要成就之一。根据这一理论，地球表面的岩石圈不是“铁板一块”，而是由多个板块组成。这些板块漂浮在软流圈上，导致地壳的俯冲和重生。板块运动会从地壳上下影响核幕边界，热柱上升也会影响核幕边界。热柱上升形成地幕柱结构，体现在地表的大规模火山活动中。

地球板块运动也起到了“地质空调”的作用，这也是地球能带来生命的一个重要原因。大气就像一层被子盖在地球上，以维持地球的“体温”。但是只有被子是不行的，大气中的二氧化碳浓度起着关键作用。如果二氧化碳浓度过高，地面温度也会升高；如果二氧化碳浓度降低，地面温度也会降低。大气圈和水圈中的二氧化碳会变成沉积物沉积到海底，然后变成岩层，这就是空气中二氧化碳回收的过程。这类岩石通过板块运动俯冲到地面，然后通过火山作用回到大气圈，这就是“开销”。一收一支，保持大气圈这层被子的二氧化碳浓度，使地球保持适宜的温度。

探索发现深层生物。20世纪70年代，通过对深海海底的观察，人类发现在一个不依赖光合作用维持生命的奇怪生物群体中，海底深不可测，深不可测，深不可测。不仅有各种各样的植物，还有各种各样的动物，如螺、蟹、虾等。在几十米、几百米甚至几千米的固态地下环境中，有一个深层地下生物圈，主要是微生物。据估计，其生物总量可达地球表面生物量的十分之一。但是，对于这个隐藏在地下的生物圈，人类的认识还是极其有限的。根据地球的地温梯度，3000米深处的温度已经接近100℃，以每100米的温度增加约3℃。地下微生物圈在这样的高温和缺氧环境中，类似于地球早期生命形态的缩影。通过对它们的分析，我们似乎可以穿越时空，间接探索地球生命起源的秘密。

责编：赵雅飞

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