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自然循环：火山喷发出的二氧化碳从何而来又到何处去?: 杨学祥 2019-3-18 18:39; 自然循环：火山喷发出的二氧化碳从何而来又到何处去 ? 杨学祥，杨冬红（吉林大学）碳酸盐的物理性质和化学性质碳酸钙是白色固体状，无味、无臭。有无定型和结晶型两种形态。结晶型中又可分为斜方晶系和六方晶系，呈柱状或菱形。相对密度 2.71 。 825 ～ 896.6 ℃ 分解，在约 825 ℃ 时分解为氧化钙和二氧化碳。熔点 1339 ℃ ， 10.7MPa 下熔点为 1289 ℃ 。难溶于水和醇。与稀酸反应，同时放出二氧化碳，呈放热反应。也溶于氯化铵溶液。几乎不溶于水。遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。在 101.325 千帕下加热到 900 ℃ 时分解为氧化钙和二氧化碳。在一大气压下将碳酸钙加热到 900 ℃ 会分解成生石灰和二氧化碳（工业制取 CO ₂ ）： CaCO 3 ＝ CaO + CO 2 ( 反应条件是高温煅烧，是可逆反应 ) （ 1 ）混有 CaCO 3 的水通入过量二氧化碳，会生成碳酸氢钙溶液。碳酸钙和碳酸溶液（雨水）反应，生成碳酸氢钙。往变浑浊的石灰水中通入 CO 2 ，沉淀消失。这些现象的原理是： CaCO 3 + H 2 CO 3 ＝ Ca(HCO 3 ) 2 （ 2 ）或 CaCO 3 + CO 2 + H 2 O ＝ Ca(HCO 3 ) 2 （ 3 ）火山喷发导致大气温室气体浓度上升根据现代火山喷溢而出的熔岩得知，硅酸盐是岩浆的主要成分。其中 SiO 2 的含量在 80 — 30% 之间；金属氧化物如 Ai 2 O 3 、 Fe 2 O 3 、 FeO 、 MgO 、 CaO 、 Na 2 O 等占 20 — 60% 。其它如重金属、有色金属、稀有金属及放射性元素等，它们的总量不超过 5% 。此外，岩浆中还含有一些挥发性组分，其中主要是 H 2 O 、 CO 2 、 H 2 S 、 F 、 Cl 等。在岩浆从上地幔或地壳深处沿着一定的通道上升到地壳形成侵入岩或喷出到地表形成喷出岩的过程中，由于温度、压力等物理化学条件的改变，岩浆的性质、化学成分、矿物成分也随之不断地变化，因此，在自然界中形成的岩浆岩是多种多样、千变万化的，如基性岩、中性岩、酸性岩，还有碱性岩、碳酸盐岩等岩类，也充分说明了岩浆成分的复杂多样性。火山岩浆的高温导致碳酸盐分解出 CO 2 ，是（ 1 ）式的正向反应。所以，伴随火山喷发，大气中温室气体的浓度也会越来越高。岩浆中大部分成分是硅酸钙。硅酸钙是白色粉末。无味。无毒。溶于强酸。不溶于水、醇及碱，多为针状结晶。在加热至 680 ～ 700 ℃时脱出结晶水，结晶外形无变化。由硅酸和生石灰及水按一定比例混合后进行水热反应生成硅酸钙微晶料浆，经过滤，洗涤，干燥制得。硅酸钙由碳酸钙和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成。生产方法： 1 、由氧化钙（有碳酸钙分解而得）和二氧化硅在高温下煅烧熔融而成。 2 、将纯石英与碳酸钙按 CaO/SiO 2 为 1 ∶ 1 （摩尔比）混合，放入铂坩埚中于 1500 ℃ 以上充分熔融后，将铂坩埚在水中急冷。将制得的偏硅酸钙玻璃体放入铂坩埚中，加热至 800 ～ 1000 ℃ ，即开始结晶而生成β -CaSiO 3 。 3 、利用α -CaSiO 3 的冷却进行制备。在纯固态下α -CaSiO 3 向β -CaSiO 3 转移是困难的，即使相当慢的冷却，也很难使转化进行。因此，往α -CaSiO 3 中加入其重量几分之一左右的偏钒酸钙，促进转化。这一过程在火山喷发前的岩浆生成时可以发生。 CaO + SiO 2 ＝ CaSiO 3 （高温煅烧）（ 4 ）（ 1 ）式加（ 4 ）式的反应结果是，火山岩浆中含有大量的 CaSiO 3 和 CO 2 。合成式为： CaCO 3 + SiO 2 ＝ CaSiO 3 + CO 2 （ 5 ）酸雨和海洋酸性增大启动温室气体减少的逆反应过程伴随大气中 CO 2 浓度的增大，降水带给地面的是酸雨，流入大海的也是碳酸水溶液，增大了海洋的酸性。（ 1 ）的逆反应就是将 CO 2 转变为 CaCO 3 ，形成巨厚的碳酸钙地层，这是温室气体减少，大冰期即将到来的前兆。特别是，硅酸酸性小于碳酸，火山喷发出的硅酸钙 CaSiO 3 与碳酸反应，生成硅酸和碳酸钙，将 CO 2 储存在岩石中。大自然自有清除大气中温室气体的方法，是人工方法难以相比的。 CaSiO 3 + CO 2 + H 2 O ＝ CaCO 3 + H 2 SiO 3 (6) 由此可见，酸雨和海洋酸化是大气中温室气体浓度减少的前兆，是气候变冷和大冰期到来的前兆，是气候逆转的必经过程。在这一过程中，温室气体不仅贮存在岩石中形成碳酸钙，而且流进海洋，储存大海中。海洋酸化也是必经过程。这是（ 2 ）式和（ 3 ）式化学反应的结果。相关博文：冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球：雪球地球是如何解冻的 ? 已有 1056 次阅读 2019-2-15 15:43 冰川地壳均衡运动中两极冰盖压裂地球：雪球地球是如何解冻的 ? 杨学祥，杨冬红（吉林大学）何谓“雪球”呢？所谓“雪球”就是地球出现的极端冷气候事件，气温低到零下 40~50 ℃ ，冰川从极地一直扩延到低纬度甚至赤道，冰川厚度可达 1 公里。中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员研究发现，“雪球地球”时期全球并未完全冰冻，而是存在开阔海域，且这个过程中的气候变化是动态的。这一研究成果发表在最新一期的《前寒武纪研究》上。 “雪球地球”假说认为，新元古代晚期聚集在赤道附近的罗迪尼亚超大陆的裂解使大陆边缘海面积迅速增加，边缘海生物初级产率和有机碳埋藏量也随之大大增加，造成大气中 CO 2 含量迅速减少，进而驱动了失控的冰反射灾变，形成了“雪球地球”。当时的海洋都被冰冻，冰盖扩展到赤道，平均厚约 1 km ，全球温度骤降至大约 -50 ° C 。但是，海底火山释放出的 CO 2 积累在冰盖之下，随着 CO 2 不断的积累，最终冰盖破裂， CO 2 进入大气，产生极端的“温室效应”，使冰川迅速消融、退却，全球温度急剧上升至大约 50 ° C 。海底火山是如何形成的呢？我们的研究表明，它源于地球的冰川地壳均衡运动：在雪球地球或大冰期形成时期，大约 100-200 米厚的海水层变成两极地区 1-2 公里厚的冰盖，赤道海洋地壳由于卸载而上升 33-66 米（这相当于赤道圈海洋地壳张裂 200-400 米裂谷，导致剧烈的海底火山活动），两极地壳由于加载而下降 330-700 米。赤道海洋地壳均衡张裂和海底火山喷发，不仅给出了雪球地球解冻的具体可靠途径，而且支持“软雪球”或“半溶雪球”理论。在间冰期情况正好相反，根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。斯堪的纳维亚半岛在 1 万年前有 2000 米厚的冰盖融化，已经均衡上升了 500 米，并将继续上升 200 米。同样，全球平均海平面上升了 130 米，洋壳均衡下降了 43 米（地壳与水的密度比大约为 3 ： 1 ）。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆，海平面的实际上升仅 87 米，减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部，使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面，洋壳下降，球面半径缩小，洋壳将插入到大陆地壳之下，使大陆边缘受到挤压和抬升。大自然实验室证实了冰川地壳均衡理论。气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动。图 1 两极冰盖压裂地球地壳由图 1 中可以看到，两极生成的巨厚冰盖可以压裂地壳，形成两极地壳下沉和赤道地区的最大张裂；冰盖消失后，形成两极地壳的上升和赤道地区的挤压。强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉，由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用。 a 大洋海水减少 b 大洋海水增加 1- 新洋壳，计算时因忽略了与陆壳连接部分，因而计算值比实际值小； 2- 旧洋壳，插入大陆壳下或推动大陆分离部分。图 2 海平面变化造成的垂直运动和水平运动 Fig. 2 vertical and horizontal movement by the changes of sea level 由图 2 中可以看到，相同的圆心角在不同半径的球面所对应的弧长是不同的，由于海水增加，海洋地壳 A’B’ 弧下降到 AB 弧时，圆心角变大，只能发生两种结果（见图 b ）：其一、大洋地壳 AB 弧的多余部分插入大陆地壳之下，形成俯冲消减带，是地震频发的地区，其类型为环太平洋俯冲消减带和地震火山带。其二、大洋地壳 AB 弧的多余部分象楔子一样劈开大陆，推动大陆向两边分离，对应的圆心角增大，其类型为大西洋两岸的快速扩张。其三、反之，当海洋地壳 AB 弧上升到 A’B’ 弧时（见图 a ），由于弧长增大，其增大部分就是海底扩张产生的新洋壳。当全球变暖使海平面上升积累到一定高度时，地壳均衡使洋壳下降收缩，强烈的挤压导致环太平洋地震带 Ms 8.5 级以上强震频发，形成拉马德雷冷位相；当全球变冷两极冰盖增大使海平面下降到一定高度时，地壳均衡使洋壳上升在大洋中脊处扩张，这是强震在 PDO 暖位相较少，甚至不发生的原因。圆心角越大，新洋壳就越大，这是地震带集中在环太平洋沿海地区的原因。 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-894292.html 参考文献 1. 杨冬红，杨学祥。全球变暖减速与郭增建的“海震调温假说”。地球物理学进展。 2008 ， 23 (6): 1813 ～ 1818 。 YANG Dong-hong, YANGXue-xiang. The hypothesis of the ocesnic earthquakes adjusting climate slowdownof global warming. Progress in Geophysics. 2008, 23 (6): 1813 ～ 1818. 2. 杨冬红 , 杨学祥 . 北半球冰盖融化与北半球低温暴雪的相关性 . 地球物理学进展 , 2014, 29(2):610-615. YANG Dong-hong, YANG Xue-xiang. Studyon the relation between ice sheets melting and low temperature in NorthernHemisphere. Progress in Geophysics. 2014, 29 (1): 610 ～ 615. 3. 杨冬红，杨德彬，杨学祥。地震和潮汐对气候波动变化的影响。地球物理学报。 2011 ， 54 （ 4 ）： 926-934. Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence of tides and earthquakes in global climatechanges. Chinese Journal of geophysics(in Chinese), 2011, 54(4): 926-934 4. 杨冬红，杨学祥 . 全球气候变化的成因初探 . 地球物理学进展 . 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth ’ s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677. 5. 杨冬红 , 杨学祥 , 刘财 . 2004 年 12 月 26 日印尼地震海啸与全球低温 . 地球物理学进展 , 2006,21(3): 1023~1027 。 Yang D H, Yang X X, Liu C. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) in Indonesia.Progress in Geophysics(in Chinese), 2006,21(3): 1023~1027 。 6. 杨学祥 , 陈殿友 . 地球差异旋转动力学 . 长春 : 吉林大学出版社 , 1998, 2, 99~104, 196~198 Yang X X, Chen D Y. Geodynamics of the Earth’s differential rotation and revolution (in Chinese). Changchun: Jilin University Press, 1998, 2, 99~104, 196~198 相关资料 “雪球地球”是啥？雪球地球时期，地球真的有那么冷吗？原创：冯伟民知识就是力量 2018-06-26 专家 / 冯伟民中国科学院南京地质古生物研究所研究员本文由知识就是力量原创首发最近，中国科学院南京地质古生物研究所的研究人员研究发现，“雪球地球”时期全球并未完全冰冻，而是存在开阔海域，且这个过程中的气候变化是动态的。这一研究成果发表在最新一期的《前寒武纪研究》上。那么，什么的“雪球地球”？南古所的研究人员又是怎样得出成果的呢？何谓“雪球地球”？我们的家园地球，从外太空俯瞰就像一个蓝色的星球，因为地球表面 71% 被湛蓝的海水覆盖。可曾想过，我们的地球也曾被白皑皑的冰川严严实实包裹过，以至于从外太空看就像一个白色的“雪球”。那么何谓“雪球”呢？所谓“雪球”就是地球出现的极端冷气候事件，气温低到零下 40~50 ℃ ，冰川从极地一直扩延到低纬度甚至赤道，冰川厚度可达 1 公里。在地球 46 亿年的历史中，极端冷气候事件曾在三个时期出现过，即前寒武纪新元古代大冰期、石炭 - 二叠纪大冰期和第四纪大冰期。其中，地球在前寒武纪距今 7.5 亿到 5.8 亿年前，曾经历了一次极其严重而漫长的冰河时代，全球先后出现了 4 次冰期。这四次冰期分别是：凯噶斯冰期 (7.57 亿 ~7.41 亿年前 ) 、斯图特冰期 (7.18 亿 ~6.6 亿年前 ) ，马里诺冰期 (6.51 亿 ~6.35 亿年前 ) 和噶斯奇厄斯冰期 (5.83 亿 ~5.82 亿年前 ) 。斯图特冰期和马里诺冰期属于大洋型冰川，且马里诺冰期的全球化程度最高，对应于通常所说的“雪球地球事件”。斯图特冰期可能属于滨海相 - 大陆边缘相沉积，其沉积物主要在海洋到大陆边缘的过渡地区发育。而斯图特冰期之前的凯噶斯冰期和马里诺冰期之后的噶斯奇厄斯冰期为局部的大陆 / 山岳型冰川。当时不仅陆地全部被冰川覆盖，海洋表面也几近被完全冻结，液态水靠来自地球核心的热量支持，存在于 1 公里厚的冰层下。如果从太空看，地球完全是一个巨大的“雪球”。科学家将此冰河时代形象地称之为“雪球地球”。 “硬雪球”理论存在争议上世纪九十年代，美国学者提出“雪球”概念，引起了科学界广泛关注，因为雪球事件对于后生生物的起源与演化产生了深刻影响。虽然雪球时期，严酷的环境严重阻碍了生物的演化，但大冰川一旦消融，大洋洋流发生重大变化，重新组合，在世界各地产生了广泛的上升流，为浅海生物带来了大量微量元素，极大地丰富了生物营养来源，促使后生生物的繁盛。因此，有学者提出，雪球事件对后生生物的起源与演化，乃至繁盛与大发展起到了诱导效果，其影响甚至波及到寒武纪生命大爆发的来临。科学界有一个假说——“雪球地球”假说，“雪球地球”假说有两个依据，第一，地球在距今 6 亿到 8 亿年间广泛发育了一层或多层称为“冰积岩”的冰川沉积，它代表了全球性的寒冷气候；第二，那个时期的冰积岩大多沉积在中、低纬度附近，即赤道和赤道附近，也是陆地主要分布的区域。 “雪球地球”假说认为，新元古代晚期聚集在赤道附近的罗迪尼亚超大陆的裂解使大陆边缘海面积迅速增加，边缘海生物初级产率和有机碳埋藏量也随之大大增加，造成大气中 CO2 含量迅速减少，进而驱动了失控的冰反射灾变，形成了“雪球地球”。当时的海洋都被冰冻，冰盖扩展到赤道，平均厚约 1 km ，全球温度骤降至大约 -50 ° C 。但是，海底火山释放出的 CO 2 积累在冰盖之下，随着 CO 2 不断的积累，最终冰盖破裂， CO 2 进入大气，产生极端的“温室效应”，使冰川迅速消融、退却，全球温度急剧上升至大约 50 ° C 。 “雪球地球”假说引起人们对新元古代冰川的兴趣，进而深入探索那个时期冰川作用产生的各种可能原因。而在这些冰期内，冰层覆盖的范围和程度在科学界存在很大的争议。雪球模型提出的“硬雪球”理论认为，整个地球海洋表面覆盖着高达 1 千米厚的冰层。但在 2006 年夏天在瑞士进行的一个工作坊里， 65 名科学家——地质学家、生物学家、行星建模者以及其它领域的专家——齐聚一堂讨论这种情况的可能性以及面临的问题。结果大多数人都认为海洋并未完全冻结。于是，有科学家提出了“软雪球”或“半溶雪球”理论，认为在冰期最盛的时候仍然保留着大面积的开放海域，不连续覆盖冰层为海洋生物提供了大量的避难所。这种观点得到了冰期前后不同真核生物谱系延续的支持。因为在 7.5 亿年前大冰期来临之前，就已经有明显复杂的藻类化石的存在，意味着在整个斯图特冰期，马里诺冰期和噶斯奇厄斯冰期期间，海洋光合作用仍在进行。对于这一问题，早期的“硬雪球”地球模型认为当时某些区域可能存在非常薄的覆冰，使得光合作用得以进行。但反对者认为，除非有开阔的水体避难所，冰封的地球无法支持光合作用。整个地球的海洋表面被密封起来，将会迅速导致全球海洋缺氧和酸化，使生物呼吸难以为继，即使生活在深海热泉口的海洋动物群落也无法生存。因此，尽管新元古代冰期很可能是地球上经历过得最严重的冰期，但很可能在冰期依然存在开放水域的“绿洲”，为海洋真核生物，包括早期的动物提供了避难所。中国研究支持“软雪球”或“半溶雪球”理论而最近中科院南京地质古生物研究所研究人员获得的研究成果支持“软雪球”或“半溶雪球”的理论。中科院南京地质古生物研究所研究人员对我国华南地区成冰纪马里诺冰期沉积记录——南沱组地层进行了系统的沉积学研究，覆盖浅水环境、斜坡相以及深水盆地环境的多个野外地质剖面，通过详细的沉积相分析，总结出 3 个不同的沉积类型：冰川近缘沉积、冰川远缘沉积以及非冰川沉积。在冰川动力学研究基础上，识别出两次冰川发育鼎盛期。南沱组中部存在的细粒碎屑岩及碳酸盐岩夹层，代表了两次冰盛阶段之间的冰川消融期。南沱组顶部的含砾粉砂岩或粉砂岩沉积则表明 Marinoan 冰期的消融要早于盖帽碳酸盐岩的沉积。这些表明““雪球地球””过程中的气候是动态的，也就是说成冰纪马里诺冰期过程中的海洋并非处于完全冰封的状态。这一研究成果对于我们正确认识成冰纪马里诺极端冰期事件和“雪球地球”冰期具有重要的科学意义。人类认识地球演变规律，可以更好地了解和顺应自然发展规律以及和按自然规律进行我们人类可持续的发展。通过对“雪球事件”的研究，我们认识到，地球历史上曾出现过比现在冷得多和热得多的气候，这些对于地球系统而言都是非常正常的，地球有着强大的自身调控系统，但这些对于人类非同小可。我们要高度重视当今地球出现的温室效应，采取科学合理的措施，应对极端气候可能的出现及危害。 https://mp.weixin.qq.com/s?src=11timestamp=1550209670ver=1429signature=KxEuf9wIZozzxJBzrymrW4b2tJksK5ybDYHxV8Vw8dJNiXM-lQUlnH7RY2sTnabzhLlEL4IvqH-9XtRZZ9lTqBnGTm4tCCFtITNG0Zr*eKUa4xH5*-xdWFrjTNCBdgjMnew=1 “雪球地球”藏在沙漠里原创：大科技大科技 2018-09-09 地球是个大雪球 20 世纪以来，地球温度不断攀升，预计到 2100 年为止，全球气温将上升大约 1.4 至 5.8 ℃ 。全球变暖成为全人类面对的问题。但你知道吗 ? 在迄今约 7.5 亿到 5.8 亿年前，地球曾经是个大雪球，从赤道到两极全是皑皑白雪。那么，“雪球地球”是如何形成的呢 ? “雪球地球”形成的最直接原因是 8 亿年前，地球上的二氧化碳突然减少。而二氧化碳为什么会突然减少，目前科学家还没有统一的定论。二氧化碳是地球的温室气体，能够吸收地面反射的太阳辐射，使地球表面变暖，好像地球的一块保温毯。二氧化碳急剧减少，热量无法保存在大气中，给地球带来的后果便是与如今的“温室效应”相反的“冰室效应”，即地球表面开始冷冻结冰。冰川规模扩大，又加速了全球变冷，因为冰川的反射率极高，阳光照射在冰面上，冰川几乎毫无保留地将热量反射回去。大气中二氧化碳减少，地面上冰川增多，如此便形成了一个恶性循环，地球越来越冷，直到整个被冰封，变为一个“雪球”。在这样极端寒冷的环境下，当时地球上的生物几乎无法生存，很多生物因此从地球上消失了。但是，有些生命熬过了这段长达 2 亿年的冰河世纪。科学家认为，它们可能生活在深海热液喷口附近，亦或是以休眠孢子的形式沉睡了几亿年。后来，被冰封许久的地球终于爆发，一系列极端的火山喷发事件接踵而至，火山喷发将地球内部含有二氧化碳的熔岩喷射而出，给大气重新注入二氧化碳，地球渐渐回暖，长期占领地球表面的冰川也开始融化，生命逐渐恢复，开始了新的征途。这就是“雪球地球”假说，是地球变为“雪球”，再变回地球的过程。该理论由美国加州理工学院的地质学教授约瑟夫·柯世韦因克在 1992 年首次提出。但这一假说，目前科学家还在逐渐完善，也没有人能够确定“雪球地球”一定存在。不过，地质学家在地处热带的纳米布沙漠中发现了证明地球曾经是个大雪球的有利佐证。干旱的纳米布非洲纳米比亚的西南部，大西洋沿岸，盘踞着一片跨越了南回归线，绵延 1600 千米的热带沙漠——纳米布沙漠。在沙漠与海洋的交界处，一半是炙热的金色，一半是深邃的蓝色，从远处看，不知是沙子奔向了海洋，还是海水涌向了沙漠。纳米布沙漠是公认的世界上最古老的的沙漠，它的名字在纳马语中的意思是“一无所有的地方”，似乎预示着这里寸草不生。但若说这里真的寸草不生是不大准确的，有一种植物能够在这大沙漠中顽强生存，它是千岁兰，一种裸子植物。千岁兰只有两片叶子，终其一生，也只有两片叶子彼此为伴，它们可以长到数米长。科学家采用放射性碳定年法，确定千岁兰的平均寿命为 500 至 600 年，有部分甚至达到了 2000 年，它忠实地记录了这篇沙漠的气候变化。科学家通过这种植物，研究了纳米布沙漠上千年来的气候，发现尽管纳米布沙漠面朝大海，几千年却从未有过春暖花开的热闹景象，从来都是十分干旱的。据估计，它的干旱、半干旱气候已经持续了 8 万年之久，每年的降雨量少于 10 毫米。沙漠也曾冰天雪地然而，就在如此干旱的沙漠里，地质学家却发现了“冰川遗迹”。保罗 ∙ 霍夫曼，美国哈佛大学地质学教授，曾醉心于北极地质研究。后来，他前往纳米布沙漠，偶然发现纳米布地区的一些岩石与北极地区由于冰川活动而形成的岩石有极大的相似性。经过进一步的研究，他确认这些岩石是“冰积岩”，即冰川融化后，冰川内原本含有的石块沉积下来形成的。这说明，就在属于热带地区的纳米布沙漠里曾经有冰川存在过。另外，霍夫曼和他的同事研究了部分冰积岩——碳酸盐岩中碳同位素比例。碳在自然界中，有两种相对稳定的同位素，碳 -12 和碳 -13 ，且含量相当。这两种碳的同位素，生物都能够加以利用，不过相比碳 -13 ，生物更亲睐较轻的碳 -12 ，因此，在有生物的地方，环境中所剩余的碳 12 就相对较少，根据这个特点，地质学家可以从环境中碳 -12 和碳 -13 的含量及比例判断出该环境下生命是否存在。出乎意料，纳米布沙漠的碳酸盐岩中，碳 -12 几乎没有被消耗，比例与碳 -13 相当。这意味着，在这些冰积岩形成的时候，这里几乎没有生命的存在。热带地区有冰川活动，无生命，这两点联系在一起，契合了“雪球地球”假说。霍夫曼尤为激动，热带沙漠里找到了“冰川遗迹”，还有什么能比这更能证明“雪球地球”曾经存在过 ? 之后，地质学家在许多大陆上都发现了与纳米布沙漠中相似且年代相近的冰川沉积物，“雪球地球”假说开始被更多人接受。 https://mp.weixin.qq.com/s?src=11timestamp=1550209670ver=1429signature=Amk0OQKT8x*-N-o17eQUseDy0Xoq3dHI2zjX0ZAZF9WNrW2UZUzGguxhg6FWUsraaXACxCkNeRsdxXsvbzx3YRZYNyoRoup4sHlOBVH*PGDOzjM*PHDCr3-CcPjPAuHdnew=1 解冻研究在随后的二三十年里面，通过科学家在海洋生物学、地球化学等领域的进一步努力，获得了不少新的进展。 1987 年，加州理工学院的 J.L. Kirschvink 等研究了澳大利亚的一块新元古代的粉沙岩之后，证实了它是属于当时沉积在赤道附近的浅海环境，确凿地说明了冰川曾经到达了赤道附近，而且这个研究成果也被后来的研究反复检测所证实。其中就包括随着古地磁学的发展， D.A.D. Evans 等人在 2000 年研究了这个时期（ 8 亿— 5.5 亿年前）各个大陆的冰川沉积地层学、地质年代学、古地磁学后指出，许多冰期沉积的杂砾岩出现在南北纬 10 °以内，甚至没有超过 60 °的。 1992 年， J.L. Kirschvink 首先提出在新元古代（ 8 亿— 5.5 亿年前）曾经出现过几次（注意，不是一次，而是多次）“雪球地球”事件。可以想象，赤道附近都结冰了，那么整个地球还不冻的严严实实，成为一个“雪球”？ J.L. Kirschvink 认为，当时在中高纬度的反照率是很高的，形成大量冰川，然后海平面下降，导致了陆地面积增加，陆地增加进一步增加了地球的反照率；同时，热带地区大陆增加有利于硅酸岩风化，有利于大气中的 CO2 埋藏，加强了“冰室效应”。这两个因素的不断影响，导致了地球不断变冷，从而形成一个“雪球”。在形成“雪球”之后，因为地球的火山作用，不断释放出 CO 2 等温室气体，经过长期积累，这些气体终于足够强大，产生了巨大的“温室效应”，地球温度升高，所以又融化了。假说研究在 J.L. Kirschvink 工作的基础上，哈佛大学的 P.F. Hoffman 等人，进一步发展了“雪球地球”假说。首先注意， 8 亿年前地球上的大陆并不是分离的，而是在赤道附近连在一起在，我们称为” Rodinia “超大陆；” Rodinia “超大陆因为一次著名的”超级地幔柱“的火山活动分裂了，形成几个小的陆地，这个就使得陆地的海岸线增加了很多；海岸线的增加带来两个后果：一个是生物在岸边的活动增加，光合作用的加强导致大量 CO 2 被吸收，二个是同样增加了大陆的硅酸岩风化，而吸收了不少 CO 2 ，这两个结果导致大气的 CO 2 迅速减少，“温室”变“冰室”，产生巨大的冰雪覆盖，进而产生了失控的反照率事件，而最终形成了“雪球”。经过计算，当时冰盖有 1 公里厚，推进到赤道附近，地球温度下降到零下 50 ° C 左右。因为被冰雪埋藏，光合作用和大陆的硅酸岩风化作用都被终止，但是地球的火山活动还在继续，向外释放了大量的 CO 2 。经过长达 1000 万年的积累，这些 CO 2 终于足够强大，形成“温室效应”，从而迅速融化了“雪球地球”，在融化的时候整个海洋温度能够达到 50 ° C 以上。 https://baike.sogou.com/v79394.htm?fromTitle=%E9%9B%AA%E7%90%83%E5%9C%B0%E7%90%83 http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1162343.html; 个人分类: 全球变化|6849 次阅读|1 个评论

送给老年腿疼朋友的"药方": 热度 2 yangxintie1 2015-7-8 15:48; 70岁以后，因骨质疏松骨折的风险就越来越多，很多人多年来吃了很多保健品均无明显效果，尤其是哈药六厂的那个一片顶几片的广告，实际上拿碳酸钙（石灰石）来糊弄人，那个卖广告的糟老头子现在也不见了，估计也不在世了，这些以石灰石为主要成分的药对胃造成负担不是一般的，像翻江倒海，很难受。但是骨质疏松者，或者有骨刺的人还不得不吃，很多人都在寻找代用品。一年前，美国“骨精华”药给人很好的启示，主要成分是II型骨胶质Kolla 2这些生物制品可以给人的代谢带来转机，当然他的成分是从珍贵小鸡胸软骨提取的，用高分子长链在体内形成胶原蛋白网络，修复软骨，为软骨组织提供强度。达到快速修复的效果。骨精华大剂量补充II型骨胶质（即骨胶原）Kolla2，而非少量或微量补充，让关节吃饱，快速修复软骨与结缔组织，有效消除退化性与风湿性关节疼痛、肿胀、僵化、无力、积液、响声、骨刺、五十肩、网球肘；世上那里有那么多小鸡胸软骨，市面产品实际用Glucosamine或猪皮等提取I型、III型骨胶质。也有疗效。所以知道这些，我们就不必再听广告说辞了，只要是骨胶原蛋白大量补充，让关节吃饱就好。胯关节软骨损伤，吃了就可以治疗，流失量的80%为骨胶质，20%为钙镁磷，关节软骨组织处无血管,只有靠高浓度II型骨胶质血水渗透抵达病灶，所以大剂量补充II型骨胶质，让关节吃饱，是必要的。美国药典(USP)规定，成人每天需1000毫克钙，食物中已吸收800毫克，仅缺200毫克，剩下的每天剂量含200毫克钙，应当在含胶原蛋白的食品里面找，这样既可防止骨质疏松，又避免过量补钙导致胆结石，骨胶质和钙结合防止骨质疏松是美国骨科学发展大趋势。然而我们不是土豪，没有那么多购买广告药品的雅兴，这种胶原其实鱼鳞里面，肉皮里面，骨头汤里面都有，小的时候，老奶奶最喜欢做鱼鳞煮出来的鱼肉冻，现在几十年没有尝过了，骨刺也随着年龄露头，看来过去农村的土法子还是得用上了。下面是个照片，狗补充了大量的胶原蛋白以后，狗关节的骨膜明显增厚，看看这张照片，现在正在或者准备给膝盖骨里面注射润滑剂的老年朋友，是不是有所感触？咱们没有那么多小鸡胸软骨提取物可以享用，鱼鳞汤，猪牛羊虾米的软骨汤总可以喝一点的吧？美国CollagenNutraceuticals公司宣布服用骨精华主要成份II型骨胶质（kolla2）六周后，患有关节发育异常的犬科动物恢复正常运动功能，随后的X光射线显示髋关节软骨明显增厚 —— 服用II型骨胶质Kolla2前服用II型骨胶质Kolla2后; 个人分类: 生活经验|3732 次阅读|4 个评论

徒步中发现的“巨型”牡蛎化石: 热度 3 aeinstein 2013-11-29 04:49; 今天又带着小朋友去旁边的峡谷探幽。上一次只找到了许多很小的化石，而这一次我把注意力放在了寻找大化石上。于是，有如下的收获。下图是一块石灰岩里的几块牡蛎化石，它们可比上一次找到的毫米量级的海螺等等要大得多了。本来牡蛎的壳就像石头一样，所以石化了以后与石化以前没有什么差别。我想牡蛎壳虽然也是碳酸钙，但是比周围参杂了陶土等杂物的石灰岩要坚硬一些。所以在风化作用下，周围的石头都消磨掉了，而牡蛎壳就暴露了出来。下图是一块单独被水冲刷出来的牡蛎化石。大家可以看到贝壳边缘的齿纹。不知道这是属于哪一种牡蛎。下图是上面那块牡蛎化石的外面。牡蛎那崎岖的贝壳表面在这里展现出来。下图是某一种贝壳的化石。这一块被风化得强烈一些，所以许多细节已经消失在了岁月中只留下了一些大线条的结构。棣文小朋友在认真地考察石头，寻找化石。; 6037 次阅读|5 个评论

[转载]藻类在农业上的应用: xushui 2011-5-10 13:05; 　　藻类可作肥料。小湖、小河和池塘中的藻类，大量死亡后，沉到水底，年年如此，在水底形成大量有机淤泥，农民挖掘用作肥料；农民还常打涝海藻和淡水藻类作为绿肥；居住在湖泊地区的农民常利用多种轮藻作肥料，因轮藻含有大量的碳酸钙；海洋沿岸的农民用海藻（主要是褐藻）作农田肥料，因海藻中含有比较多的钾元素。用藻类作肥料，还可减少农作物发生病虫害。　　利用有固氮作用的藻类固氮，以提高土壤的肥力。多变鱼腥藻和点形念珠藻有同化空气中氮的能力。经过几十年的研究，确定蓝藻中具有异形胞的种类，往往是固氮的种类，而且有些种有较强的固氮能力。目前世界上已知有70多种固氮蓝藻，我国已发现有10多种固氮蓝藻。固氮蓝藻在生长期间除固氮作用外，还可不断地分泌出氨基酸、激素、糖等物质。有些藻类本身没有固氮能力，但由于它的存在，对土壤中微生物的生活却有很大的影响，它能促进固氮细菌增强固氮的能力。我国广大农民，早已有利用蓝藻增加水田肥力的实际经验。他们在秋季将树枝扔到田中，以使藻类附着生长，增加氮肥；也有的老农在秋冬季节，观察水田中藻类生长的繁茂与否，以预报明年水稻的收成。; 个人分类: 农业|2231 次阅读|0 个评论

见过易溶于水的碳酸钙吗？: 热度 5 jlxt33 2011-5-2 15:21; 连续两天了，都反映用大瓶的碳酸钙做不出产品，小瓶的才可以；刚开始我说再试一下，看看是不是合成条件改变了，包括湿度和温度。但一而再，再而三地说试剂的事，我说那我看看这两瓶到底有什么不同，外观看不出什么，只好仔细研究标签，看国标、看成分。请各位仔细看看有什么不同？突然发现大瓶的上写着“无毒、碱性、易溶于水”，而小瓶上写着“白色粉末，不溶于水”。于是猜测，这“易溶于水”的碳酸钙一定是经过什么处理或加了什么东西，要不怎么就易溶于水了呢？这大概就是做不出产品的原因。好吧，那就试一下吧，拿个烧杯，加点碳酸钙，加些水，哪个也没溶喽。哈哈，原来是摆乌龙的啊？！那也不能这样摆啊！不是吗？不过这大瓶的碳酸钙确实做不出产品来，这还真是个问题啊！; 个人分类: 侃侃科学|10799 次阅读|10 个评论

提取叶绿体色素时加碳酸钙和二氧化硅的作用: yaoronggui 2010-3-15 14:25; 引入：提取叶绿体色素时加碳酸钙和二氧化硅的作用分别是什么？答案：二氧化硅的作用：使研磨充分碳酸钙的作用：保护叶绿体色素，免受破坏解析：叶绿素是一种含镁的化合物，其中的镁易被H + 、Cu 2+ 、Zn 2+ 等取代，当被H + 取代后，形成去镁叶绿素，呈黄褐色。叶绿体中的色素所处的环境具微碱性，实验中，由于研磨会使细胞结构遭到破坏，细胞液（具微酸性）流出，酸性的细胞液就会直接接触叶绿体中色素，致使叶绿素的分子结构遭到破坏，使叶绿素失镁，呈黄褐色，所以加入少许碳酸钙是为了中和细胞液的酸性，可起到保护叶绿素的作用。; 个人分类: 教学拾遗|20658 次阅读|0 个评论

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标签: 碳酸钙

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