http://geology.com

徐慧，編譯.朱建東，校.

東非大裂谷是如何形成的?

東非大裂谷系統(tǒng)(EARS)是世界一大地質(zhì)奇跡。地球的構(gòu)造應(yīng)力此刻正沿著裂谷帶釋放，“試圖”將東非板塊從非洲大陸分離出去。通俗地講，這種裂谷可以理解為地球表面隨時間而逐漸變寬的裂隙，但從專業(yè)角度來說，裂谷實際上是一系列正斷層所夾的斷陷盆地。

關(guān)于裂谷形成的原因，地質(zhì)學(xué)家和地球物理學(xué)家各自持有不同的觀點。目前比較流行的一種觀點認為，肯尼亞中部和埃塞俄比亞北部的地殼較為薄弱，地幔的地?zé)崃髟谶@些地區(qū)形成一系列地?zé)帷巴裹c”。這些“凸點”在地形圖中一般表現(xiàn)為小丘、高地等正地形。地?zé)崃鲗Φ貧さ臄D壓應(yīng)力易造成地殼的開裂和破碎，形成一系列正斷層式的地塹和地壘構(gòu)造。

地殼的拉伸伴隨著地?zé)崃鞯倪\動而發(fā)生，往往與大型火山噴發(fā)息息相關(guān)。火山噴發(fā)物形成大面積的玄武巖流，熔巖流沿斷裂帶不斷涌動，待其冷凝后，巖漿巖會覆蓋大面積地區(qū)，猶如一層厚厚的“熔巖被”。地殼的不斷拉伸會形成“地殼拉伸帶”，大量的玄武巖和大陸沉積巖混雜在拉伸帶中。地面的不斷沉降，最終會低于海平面導(dǎo)致海水的灌入，如紅海和亞丁灣的形成。地殼若繼續(xù)拉伸，會形成海洋地殼，最終產(chǎn)生新的洋盆。

如前所述，東非大裂谷是一套復(fù)雜的裂谷系統(tǒng)，向南延伸的過程中形成了兩條分支，向西的一條分支裂谷形成了東非湖，向東的分支裂谷延伸約600 km，將肯尼亞自北向南劃為兩半，進入坦桑尼亞后，該分支似乎逐漸消失。有研究證實，數(shù)十億年前古大陸間的碰撞形成穩(wěn)定的非洲克拉通地塊，其碰撞縫合線形成了東非大裂谷的雛形。維多利亞湖地區(qū)坦桑尼亞地塊由古老的變質(zhì)巖基底所組成，其高硬度使得大裂谷在此分叉，形成目前所見的東、西兩條分支裂谷。

長期的觀測發(fā)現(xiàn)，東非大裂谷至今仍在不斷地拉伸運動，這使得人們對于大陸板塊的漂移有了更為直觀的認識。就像美國的大峽谷一樣，東非大裂谷已成為地質(zhì)學(xué)家科學(xué)考察的首選地。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

是誰導(dǎo)致了大型史前動物的滅絕?

據(jù)報道，某國際科研組織日前宣稱:造成塔斯瑪尼亞島大型史前動物滅絕的并非氣候因素，而是人類本身!

眾所周知，上一次生物集體滅絕事件發(fā)生在第四次大冰期的末期。但究竟是何種原因?qū)е铝诉@次滅絕事件，科學(xué)家們多年來一直爭論不休。其中，大型動物的集體滅絕是爭論的焦點，特別是曾生活在澳大利亞的高達三米的巨型袋鼠和袋獅的滅絕事件，更是吸引了無數(shù)考古專家的目光。

據(jù)科學(xué)家考證，43 000年之前，人類已開始從澳大利亞大陸向塔斯瑪尼亞島遷移。傳統(tǒng)的觀點普遍認為，在人類到達塔斯瑪尼亞島之前，島上的大型動物早已滅絕。但通過先進的碳同位素測年技術(shù)，來自英國和澳大利亞的科學(xué)家們得到了動物化石形成年代的精確數(shù)據(jù)?？茖W(xué)家們驚奇地發(fā)現(xiàn)，在人類登陸塔斯瑪尼亞島之后，這些大型動物仍然存活了兩千年之久，然而當(dāng)時的氣候并未發(fā)生突變。據(jù)此，科學(xué)家們斷定，人類的狩獵行為是導(dǎo)致這些大型史前動物滅絕的真正原因。

來自英國艾克塞特大學(xué)的克里斯·特納(Chris Turney)教授認為，達爾文的《物種起源》發(fā)表150年后，其中關(guān)于氣候突變導(dǎo)致物種滅絕的觀點將因此而受到嚴(yán)峻的考驗。他同時也為人類祖先的狩獵導(dǎo)致大型史前動物的滅絕而感到沮喪，然而更為可悲的是，直到今天，人類似乎還一直扮演著這樣的一個角色。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

GPS 黑客程序威脅著國家安全

隨著數(shù)字化生活的全面開啟，GPS(全球定位系統(tǒng))在人們的生活中正扮演著越來越重要的角色。小到車載GPS，大到國家安全防御體系，人們對于GPS 的依賴程度已大大增強。但來自美國科內(nèi)爾大學(xué)和維吉尼亞理工學(xué)院的科學(xué)家對此不無擔(dān)憂，他們發(fā)覺，人們所熟知的已有十幾年發(fā)展歷史的電腦黑客程序正在一步步的入侵到GPS 中。

據(jù)維吉尼亞理工學(xué)院的科學(xué)家布倫特·萊德維納(Brent Ledvina)介紹，大眾對于GPS 在國家基礎(chǔ)性建設(shè)中的重要性可能并不知曉，而對于GPS 所存在的一些漏洞可能則更為模糊。為了證實自己的觀點，布倫特將某段黑客程序植入GPS 后，該黑客程序隨即利用了GPS 存在的漏洞對它進行了攻擊。據(jù)布倫特介紹，目前大約有30 顆人造衛(wèi)星在圍繞地球旋轉(zhuǎn)，GPS 的接收器能夠從這些衛(wèi)星接收信號，根據(jù)所接受信號所用的時間和信號源的方位，接受器最少可以用三顆衛(wèi)星的信號進行三角定位測量，用以精確定點。

在黑客程序的編寫者看來，對GPS 進行攻擊最簡易的方法就是想辦法讓信號系統(tǒng)堵塞，或者是制造出功率強于真實信號的假信號。在這種情況下，GPS 接收器往往無法正常工作。

第二種攻擊方法，也更為陰險，通常被稱之為“電子詐騙”。在這種情況下，被攻擊的目標(biāo)并不知道GPS 信號接收器所接收的是假信號，因此在GPS 信號接收器的電子屏幕上顯示的是錯誤的時間和地理坐標(biāo)。布倫特指出，這種假信號設(shè)計得非常巧妙，有時候足以亂真。當(dāng)電子詐騙在實施攻擊時，人們往往并不知情，因為一切都與正常情況無異，但被攻擊目標(biāo)的時間和空間坐標(biāo)已被某些別有用心的人牢牢掌控著。一旦電子詐騙實施成功，會導(dǎo)致一系列災(zāi)難性的后果，飛機失事，電站損毀，銀行金融系統(tǒng)癱瘓，警用GPS 監(jiān)控系統(tǒng)失效等等。

為了防止這種干擾信號威脅國家安全，軍用GPS 信號都使用了加密技術(shù)，從而能夠區(qū)分假信號，同時GPS 信號接收器必須安裝解碼器才能夠有效地識別加密信號。但對于民用GPS而言，由于數(shù)量過于龐大，為其信號源加密是不切實際的，同時，這也違背了GPS 發(fā)明者的初衷，因為當(dāng)初GPS 的出現(xiàn)就是為了讓任何人在任何地方都可以接收到GPS 信號。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

格陵蘭冰層分析推測未來氣候演化趨勢

隨著大氣層中溫室氣體含量的激增以及全球氣溫上升的趨勢，某科研機構(gòu)針對地球100 000年來的氣候變化進行了研究。結(jié)果表明，最近的一次間冰期(兩個冰期之間的時期)期間，地球的平均溫度比原先預(yù)計的要高，大氣溫度未來的變化趨勢很有可能維持一定的相似性。研究人員同時表示，南極洲西部大冰原的融化對于海平面上升的影響，要大于格陵蘭冰原的融化對于海平面上升的影響。

研究人員于2012年夏季登陸格陵蘭地區(qū)開展科學(xué)研究，并經(jīng)歷了一次罕見的現(xiàn)代冰川融溶事件。

本次科研項目的帶頭人、哥本哈根大學(xué)的多斯·延森(Dorthe Dahl Jensen)教授介紹，我們于2012年7月期間在冰蓋表層對平均溫度進行了測量，對于測量結(jié)果，我們大為震驚。

據(jù)介紹，格陵蘭地區(qū)降雨量極少，伊米亞間冰期(Eemian period)的降雨逐漸形成了地下的冰層。然而格陵蘭地區(qū)目前較高的表層溫度以及在未來50—100年所面臨的全球增溫環(huán)境，使得該地區(qū)可能經(jīng)歷與伊米亞間冰期相似的氣候條件。(注:伊米亞間冰期開始于130 000年前，結(jié)束于115 000年前。)

格陵蘭冰層經(jīng)歷了數(shù)千年積雪不斷的壓實作用而漸漸形成。科學(xué)家往往通過一系列的精確方法對冰層進行研究，包括通過穩(wěn)定氫氧同位素的分析，推測古氣候溫度和濕度的變化趨勢。科學(xué)家利用激光對穩(wěn)定氫氧同位素進行分析，同時對冰層中殘余的古大氣氣泡進行分析，從而得出古氣候的變化曲線圖。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

澳大利亞巴拉拉特地區(qū)發(fā)現(xiàn)5.5 kg 巨型狗頭金，價值$300 000

據(jù)報道，一名尋寶者近日在澳大利亞巴拉拉特地區(qū)地下60 cm 處，發(fā)現(xiàn)了一塊絕世罕見的狗頭金。

據(jù)巴拉拉特礦業(yè)聯(lián)合會負責(zé)人考戴爾·肯特(Cordell Kent)介紹，這名尋寶者利用了一種特殊的裝置來對地下的金屬物質(zhì)進行探測。當(dāng)探測器經(jīng)過狗頭金上方時，探頭頓時發(fā)出了微弱的報警聲，尋寶者立即清除了地表落葉和覆土并開始挖掘。他本以為是發(fā)現(xiàn)了汽車電磁閥等類似的金屬物體，直到金子發(fā)出的光芒讓他為之一顫。他小心翼翼地清除了金子表面的浮土并繼續(xù)向下挖掘，他簡直不敢相信眼前的一切。

經(jīng)精確測量，單憑其重量，這塊狗頭金就價值$282 000。同時由于其重量超過1 kg，附加值竟也到達$18 000。

據(jù)介紹，這種新型的金屬探測器名為“Minelab GPX-5000”。曾有不計其數(shù)的尋寶者帶著各自的探測工具從這塊寶地的上方經(jīng)過，但均遺憾地與這筆巨大的財富擦肩而過。因為這些傳統(tǒng)的金屬探測工具對于狗頭金并沒有很強的辨識能力。而這種新型的金屬探測器不僅能探測地下更深的金屬物質(zhì)，對于狗頭金也有很強的辨識能力。

毫無疑問，此次重大的發(fā)現(xiàn)將會點燃更多尋寶者的熱情，前往巴拉拉特金礦區(qū)進行尋金活動。而目前，已有超過800 名尋寶者正聚集在這塊寶地中，晝夜不停地探尋著寶藏。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

奇妙的礦物——尖晶石

尖晶石自古以來就是珍貴的寶石。由于它的美麗和稀少，因此是世界上最迷人的寶石之一，甚至很多人一直把它誤認為是紅寶石。尖晶石最主要的用途是作為觀賞寶石，這種美麗的礦物往往呈現(xiàn)有粉色、紅色、橙色、藍色、紫色、褐色等色系。

尖晶石在自然界中形成于熔融的巖漿侵入到不純的灰?guī)r或白云巖中，經(jīng)接觸交代作用形成的。有些出現(xiàn)在富鋁的基性巖漿巖中。世界上著名的尖晶石產(chǎn)地有緬甸、斯里蘭卡、柬埔寨、泰國等國。

具有寶石品級的紅色和藍色尖晶石是非常稀有的，其稀有程度甚至不亞于同品級色系的紅寶石、藍寶石。但是與紅寶石、藍寶石相比，尖晶石目前的市場價值卻低了很多。這種反常的現(xiàn)象說明，寶石的市場價值并不完全與它的稀有程度成正比。尖晶石較低的普及程度直接導(dǎo)致了其較低的市場價值，同時由于尖晶石產(chǎn)地受限以及產(chǎn)量的不穩(wěn)定，也導(dǎo)致其在寶石交易市場難顯光芒。

人類首次通過人工方式合成尖晶石礦物晶體是由一名法國化學(xué)家雅克·約瑟夫(Jacques-Joseph)于1847年完成的。進入20世紀(jì)30年代之后，人造尖晶石已逐漸成為藍寶石、鋯石、電氣石、祖母綠和紅寶石的仿制品和替代品。技術(shù)人員通過向人造晶體中“注入”某些物質(zhì)，從而達到改變其色澤的目的。如氧化鈷(藍色)、錳(黃色)、氧化鉻(綠色)、鐵(粉色)。

除了作為觀賞性寶石外，人造尖晶石同時也是一種優(yōu)良的耐火材料，常?？捎米鹘饘俟ぞ叩哪突鹜繉踊蛴米髂突鸫u生產(chǎn)的添加劑。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

2011 —2012年度美國大學(xué)地球科學(xué)專業(yè)新生入學(xué)率及學(xué)位授予率激增

延續(xù)近十年來的良好上升勢頭，2011—2012年度美國大學(xué)地球科學(xué)專業(yè)新生入學(xué)率及在校生的規(guī)模均創(chuàng)下30年來的最高水平。

據(jù)統(tǒng)計，2011—2012年度美國大學(xué)地球科學(xué)專業(yè)本科生的入學(xué)率較上一年度增加了3.3%，而研究生的入學(xué)率較上一年度減少約3%。由于研究生的入學(xué)率受到本科生就業(yè)數(shù)據(jù)的影響，會做一定的調(diào)正，因此該數(shù)據(jù)最終將會顯示出較為平坦的走勢。此外，受近五年來研究生招生規(guī)模膨脹的影響，該走勢可在一定程度上代表美國大學(xué)其他專業(yè)的研究生入學(xué)率的趨勢。

2011—2012年度美國大學(xué)地球科學(xué)專業(yè)學(xué)位的授予率也延續(xù)著上升的態(tài)勢。其中，學(xué)士學(xué)位共授予3 200 人;碩士學(xué)位共授予1 541 人，較上一年度增加了44%(環(huán)境科學(xué)和地質(zhì)科學(xué)的碩士學(xué)位授予率幾乎翻倍);博士學(xué)位授予率則保持一貫平穩(wěn)的態(tài)勢，共授予約650 人。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

美國亞利桑那州的斑巖型銅礦床

美國亞利桑那州幾乎所有開采中的銅礦都屬于斑巖型銅礦床，均與花崗質(zhì)巖漿巖的侵入體有關(guān)。這種侵入體的巖石具有典型的斑狀結(jié)構(gòu)，即0.1～0.5 英寸的大顆粒斑晶被大量細小礦物顆粒的基質(zhì)成分所包圍，基質(zhì)的顆粒與成分肉眼往往難以識別。目前普遍認為，巖漿侵入冷凝期后的含礦流體逐步在巖體頂部及圍巖中的節(jié)理裂隙中發(fā)生礦質(zhì)沉淀作用，形成斑巖型銅礦床(通常伴隨鉬和銀的礦化)。含礦流體—地下水的混合溶液與圍巖發(fā)生水—巖化學(xué)交互反應(yīng)，往往會造成數(shù)立方英里的巖石發(fā)生大面積的蝕變現(xiàn)象。若圍巖是灰?guī)r，則圍巖與巖體接觸的部位會發(fā)生矽卡巖化，形成矽卡巖型銅多金屬礦床。

幾乎所有的巖體侵入與成礦作用均發(fā)生在地下深部。隱伏的礦床經(jīng)過數(shù)百萬年的風(fēng)化作用，被逐步剝蝕出露地表。風(fēng)化淋濾作用其實也是一種礦質(zhì)二次富集的過程。黃鐵礦被氧化后與水作用，形成硫酸鐵溶液，硫酸鐵溶液與黃銅礦發(fā)生作用后，銅質(zhì)在適當(dāng)?shù)奈恢迷俅伟l(fā)生沉淀，形成輝銅礦。在銅礦的溶解與二次沉淀作用過程中，某種細菌的參與是一種有利的催化劑。

亞利桑那州另一種主要的銅礦類型為前寒武火山巖型銅礦床，例如該州杰羅姆地區(qū)著名的United Verde Mine 銅礦。古海底火山熱泉噴發(fā)所攜帶的金屬礦質(zhì)與冰冷的海水接觸時，物理化學(xué)條件發(fā)生巨大改變，大量金屬礦質(zhì)發(fā)生沉淀作用，在海底形成細粒結(jié)構(gòu)的層狀、似層狀礦體。如果這種噴流作用的時間足夠大，將會在海底熱泉噴流口的附近形成厚大的多金屬礦物泥。這種礦床往往富含銅、鉛、鋅、銀和金等元素?，F(xiàn)代海底裂谷中的“黑煙囪”則是此類海底噴流沉積多金屬礦床的真實寫照。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

澳大利亞的金剛石及寶石開采業(yè)

在過去的五年中，澳大利亞的金剛石及寶石開采行業(yè)明顯不景氣，遭遇連續(xù)的下滑。然而，隨著新一輪的寶石類資源需求量、產(chǎn)量的增加以及價格的大幅上揚，這一頹勢在2012—2013年度有望得到根本性的扭轉(zhuǎn)。

澳大利亞是世界上最主要的金剛石生產(chǎn)國之一，珍稀的粉鉆和黃鉆多產(chǎn)于該國，然而澳大利亞產(chǎn)出的大部分金剛石經(jīng)加工雕琢后往往被劃為低品級鉆石甚至工業(yè)級別鉆石。業(yè)內(nèi)人士預(yù)測，2012—2013年度澳大利亞的金剛石及寶石開采業(yè)將產(chǎn)生5.783 億美元的工業(yè)價值，較之2007—2008年度的8.06 億美元，每個年度同比上個年度下降的幅度高達6.4%。分析人士邁克爾·威廉姆斯(M.Williams)認為，金剛石產(chǎn)量的逐年下降以及需求量的低迷直接導(dǎo)致了近5年來澳大利亞寶石類市場的不景氣，然而隨著新一輪行情的到來，2012—2013年度的產(chǎn)值將會在上一年度的基礎(chǔ)上增加34.3%。

澳大利亞國內(nèi)所加工生產(chǎn)的金剛石幾乎均用于出口，同時該國也進口大量的寶石級金剛石?？偟膩碚f，國內(nèi)生產(chǎn)的金剛石90%以上用于出口，而國內(nèi)對寶石級金剛石的需求90%以上則依賴于進口。2012—2013年度，在澳大利亞從事金剛石開采業(yè)的從業(yè)人數(shù)約為740 人，礦山所支付的總薪水約為0.892億美元。澳大利亞從事金剛石開采和加工的兩大礦業(yè)集團分別為力拓集團(Rio Tinto Limited)和金伯利礦業(yè)公司(Kimberley Diamond Company NL)。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

臭氧層空洞正在自行修復(fù)嗎?

衛(wèi)星照片顯示，位于南極洲上空的臭氧層空洞目前已縮減至近十年來的最小范圍?？茖W(xué)家長期觀測的結(jié)果表明，大氣層中的臭氧分子的數(shù)量正在增加并聚集，形成我們賴以生存的臭氧層。

美國航空航天局、美國國家海洋與大氣研究機構(gòu)及美國大氣研究中心的科學(xué)家們共同研制了一種基于數(shù)字分析的計算機模型，對南極臭氧層空洞的恢復(fù)情況進行了探測和預(yù)測。

南極臭氧層空洞是地球大氣層中臭氧分子流失最嚴(yán)重的部位，每年的春天都會周期性出現(xiàn)。臭氧層空洞是由于大氣中的氯氣分子和溴氣分子破壞了臭氧分子而形成的。而這些有害氣體主要是來自于化學(xué)工業(yè)廢氣。

臭氧層可以擋住來自太陽的90%～99%的紫外線，是地球天然的保護層。紫外線如果直接照射到人體表面上，會造成皮膚癌、遺傳疾病或者導(dǎo)致失明，對海洋生物也會造成嚴(yán)重的影響。

這一新的計算機模型可以準(zhǔn)確預(yù)測南極臭氧空洞的變化情況。主要通過衛(wèi)星探測南極上空存在的溴氣分子和氯氣分子的數(shù)量來進行判斷。模型可計算出目前注入南極上空溴氣分子和氯氣分子的數(shù)量并以此為依據(jù)進行推測，從而判斷南極臭氧層空洞的變化情況。

計算機化學(xué)氣候分析模型結(jié)果顯示，臭氧層的確處于自我修復(fù)之中，科學(xué)家預(yù)計幾十年后南極洲上空的臭氧層空洞將會自行消失。