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土壤表层碳库约是大气碳库两倍以上。2022年，在《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）第21次缔约方大会上，由法国农业部提出，UNFCCC启动了“千分之四全球土壤增碳”计划。该计划通过土壤增碳千分之四，可抵消当前全球二氧化碳净排放量。土壤碳汇成为当前应对气候变化的重要自然解决方案之一。但在气候变暖背景下，基于当前地球系统模式对土壤碳源汇效应的模拟预估仍存在不确定性，这一研究热点也是当下全球碳循...
晚二叠世生物大灭绝（Late Permian Mass Extinctions, LPME）被认为是地质历史时期最严重的生物圈危机。当时两次独立的灭绝事件，即瓜德鲁普—乐平世生物大灭绝（Guadalupian-Lopingian Extinction, GLE）和二叠纪末生物大灭绝（Permian-Triassic Extinction, PTE），造成了地球上90%以上的物种灭绝。目前认为这两次...
板块构造是地球区别于太阳系其它类地行星的主要构造特征。地球是人类和所有已知生命物种的共同家园,其宜居性的建立、改善和长期维持，包括生命活动所需营养物质的循环补给，适宜的大气温度、湿度、氧含量等等，都有赖于板块构造驱动的地球各圈层持续不断的物质-能量交换。板块构造的提出至今已逾半个世纪，尽管已得到了广泛验证和支持，但是仍存在着很多未解之谜。其中，板块构造的起始时间一直是争议最大的热点问题。
二次有机气溶胶（SOA），是大气细颗粒物（PM2.5）的重要组分，对空气质量，全球气候变化和人体健康有着重要的影响。2022年来，越来越多的研究证明有机前体物在云雾滴和含水气溶胶中的液相化学转化是二次有机气溶胶生成的重要途径。由于植物排放前体物（如植物挥发、生物质燃烧）比化石燃料源（如燃煤、机动车排放）前体物的极性更强、更亲水，过去的研究多聚焦于植物排放前体物转化生成液相二次有机气溶胶（aqSOA...
NC: 新视角揭示全球稳定同位素“反高程效应”原因（图）
全球稳定 同位素 反高程效应 新视角
2023/1/16
青藏高原的隆升历史，尤其是新生代青藏高原古高度变化是地球系统科学研究中的重点、热点和难点。古高度重建方法主要有古生物、稳定同位素古高度计和团簇同位素温度计等。其中，稳定同位素古高度计方法最为成熟，已被广泛应用于青藏高原、阿尔卑斯山、安第斯山以及落基山等古高度重建工作中。
从公元前5000年到现代，黄金在人类文明演化中发挥了至关重要的作用。金主要采自金矿床，而金矿床的形成主要受控于地球内部含金热液的运移和矿质沉淀。造山型金矿占世界黄金产量的75%以上，通常形成于大陆地壳上部变质带内，以发育高品位含金石英脉为特征。在大多数造山型金矿中，成矿流体的温度约为250-450℃，压力为500-1500 bar，盐度较低（通常≤ 3 wt%NaCl eq.），CO2和H2S含量...
李玮等-NC：天山造山带的陆内变形机制（图）
天山造山带 陆内 变形机制
2023/1/16
陆内造山带，是指发育在大陆板块内部、远离汇聚板块边缘的造山带，其形成与演化涉及板块内部应力远程传递、大陆岩石圈流变特性等基本科学问题，是经典板块构造尚未系统涉及的理论空白区。天山造山带作为中亚造山带塔里木-哈萨克斯坦拼贴系的主体，是古生代古亚洲洋构造域多岛洋（海）俯冲消减、碰撞拼贴的产物，其于中生代进入构造平静期并遭受一定程度夷平，但在新生代再次活化、隆升，因此是认识陆内造山过程和机制的理想窗口（...
中国科学院大气物理研究所NC: 过去千年大火山增强东亚夏季风（图）
千年大火山 增强东亚夏季风
2022/3/19
坐落于世界最大的陆地（欧亚大陆）与海洋(太平洋)之间，东亚地区的洪涝与干旱常常由东亚夏季风的强弱控制，其变化通常是由气候系统内部变率所驱动，例如前冬的厄尔尼诺即赤道东太平洋暖海温会增强夏天江淮的梅雨。大火山喷发是气候系统重要的自然强迫（图1），热带火山喷发通常被认为通过减少地表太阳辐射来削弱全球的水循环，然而古气候资料则指出热带大火山喷发会增加厄尔尼诺发生的概率，那么历史上热带大火山的喷发如何影响...
板块构造理论是固体地球科学的基石，虽然它的提出已经超过了50年，但是板块俯冲如何开始-发育-成熟这一关键科学问题仍然没有得到很好的解答。此前研究认为西太平洋伊豆-小笠原-马里亚纳（IBM）俯冲带的形成是地球上自发式起始俯冲的典范，表现为太平洋板块在重力作用下的垂向下沉。
NC：太古宙早期洋壳俯冲的钙同位素证据（图）
太古宙 洋壳俯冲 钙同位素 证据
2023/1/14
陆壳形成时间和机制一直是地学界备受关注的关键科学问题，对于理解板块构造历史、大气和海洋化学演化以及生命演化等科学问题具有重要意义。TTG代表了太古宙陆壳的主要物质组成，但对于TTG是通过俯冲洋壳或加厚下地壳熔融还是通过中-下地壳玄武质岩浆的广泛分离结晶形成的，学术界仍存在争议。最近有研究通过重硅同位素特征提出，TTG源区需要有表壳物质的加入，并倾向于太古宙的水平构造模式。但现存问题是，通常用来推断...
通常认为地幔具有均一的氧同位素比值（正常地幔橄榄石δ18O = 5.18 ± 0.28‰），而地壳物质则变化较大，因此氧同位素可为地壳再循环、地幔不均一性等研究提供重要约束。深部幔源岩浆中偏离正常地幔氧同位素值的信号一般被归因于陆壳混染、壳源物质俯冲再循环进入源区、原始地幔不均一等因素。目前对深部幔源岩浆穿过大陆岩石圈地幔（SCLM）时能否导致氧同位素组成的变化仍缺乏了解。
NC：地幔温度和板块厚度对板内火山活动的全球影响（图）
地幔温度 板块厚度 板内火山活动
2023/1/16
地幔对流是地球内部的重要动力学过程，是板块构造、大陆形成和漂移、火山作用、地震和造山运动的根本原因(Lowman, 2002)。地幔对流使得地球内部热能向外传播，化学物质不断循环，并在地球表面产生动力学地形。约束地幔的热-化学结构的时空变化将有助于提升对这些相互关联的现象的理解。然而这个具有巨大挑战性的课题需要整合多种学科的观测。
目前探测地幔热-化学结构的两种行之有效的方法是火成岩地球化学和地...
地壳流体作为物质组分迁移的有效载体，可以提高交代反应的速率，促进新生矿物的成核、生长和重结晶等。水/岩反应导致的孔隙是促进地壳中流体-岩石长期相互作用的关键因素。在超大型矿床形成过程中，含矿流体引起的大规模热液蚀变以及交代作用（例如白云石化和蛇纹石化）需要流体能够在几米到数百千米的范围内迁移。然而，地壳岩石的渗透率通常较低，因此，要解释大规模交代作用需要了解流体通道的形成和连通方式。
板块俯冲作用是驱动板块构造的引擎，是地球演化甚至是蓝色地球宜居性的深部控制因素。板块俯冲初始启动、连续消减的动力过程与机制受控于俯冲界面的流变特征。蛇纹石的粘度比普通地幔岩石的粘度低几个数量级，因此俯冲界面地幔岩石蛇纹石化可显著改变岩石圈流变特性，促进板片获得持续俯冲的“正反馈”。此外，蛇纹石也是水和CO2等流体的主要携带矿物，因此是地球深部-浅部物质能量交换(mass and energy tr...
NC：Jack Hills锆石微量元素反演早期地壳组成（图）
NC Jack Hills 锆石微量元素 早期地壳
2020/4/30
“地球黑暗时期（地球诞生后最初的5亿年，4.5-4.0 Ga）究竟发生了什么”是21世纪固体地球科学的十大研究问题之一（美国国家科学院固体地球科学重大研究问题委员会，2010）。在澳大利亚Jack Hills地区的变沉积岩中，保留了大量地球早期的碎屑锆石（以下简称Jack Hills锆石），其中最古老的年龄可达4.36 Ga。因而Jack Hills锆石成为了探索地球黑暗时期地质演化的最重要窗口。