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地科院实验室零距离:寻找地球童年档案http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2004-04-25
作为第35个“世界地球日”主题活动的一部分，4月22日，中国地质科学院部分实验室和标本陈列馆将向社会公众开放一天。今年确定的主题是“善待地球，科学发展”。今天，我们走进了这一神秘殿堂，了解到许多有关我们居住的这个唯一的家园的情况。 寻找地球童年档案 这里有一个世界著名的实验室———国家大型科学仪器共建中心暨北京离子探针中心。实验室中的明星级仪器：“高灵敏高分辨二次离子探针质谱计（SHRIMPⅡ）”从引进起就受到了各界的广泛关注。 对于这台仪器的特殊作用，该中心主任刘敦一说，天然物质具有复杂性和不均匀性，通常在一粒针尖大的矿物中，就可能经历了不止一次的晶体生长过程。例如一粒锆石，最初可能生长于39亿年前，在距今25亿年的时候，在它“身”上又生长了一部分。在这样小的范围内，要精确测定年龄，难度可想而知。SHRIMP最突出的功能，就是能够测定矿物微小范围内标本的年龄，这个范围一般只有25微米。它利用离子流轰击样品靶产生二次离子流，并对其进行测量。 “我们为什么要知道一粒锆石的年龄呢？”有人问道。 “简单说，就是为地质演化提供时间坐标。”刘敦一解释说，我们对自己生存的地球的了解其实非常少。尤其是对早期地壳形成演化知之更少。这台仪器是帮助科学家解决这一问题的助手。 刘敦一介绍说，地球至今已有45.6亿岁。由于此前没有找到老于40亿年的陆壳岩石，地球在形成后最早5亿年中经历了哪些地质作用，状态如何？一直是个谜。2002年年初，该中心对由美国和澳大利亚两国教授带来了115颗锆石进行定年，结果找到一颗带有增生壳的锆石，经测定年龄为4323-3950百万年。据科学家分析，增生壳是岩浆事件的产物。 观察地球的眼睛 我们又来到“国家地质实验测试中心”。该中心的主要任务是围绕国家地质工作和现代地球科学研究，开展分析测试技术创新与应用研究，分析仪器设备的研发与改造，各类地球化学标准物质的研制，标准分析方法的制定，开展环境地球化学、能源地球化学等交叉学科的研究。该中心副主任吴淑淇介绍说。 在称为“观察地球的眼睛”的一系列实验室里我们看到：电感耦合等离子体质谱和电感耦合等离子体发射光谱；X射线荧光光谱；原子一手分光光度计；室内环境监测；环境分析、油气分析、有机分析等实验室。 这些实验室有些与我们的日常生活关系密切，人们谈之色变的室内有害气体“氡”地质来源及检测就是由室内环境监测室做的。 地下3000米有活的生命 进入了主楼地下室参观“矿物岩石标本收藏室”和“中国大陆科学钻探岩心标本资料馆。” 被称为“伸入地球内部的望远镜”的中国大陆科学钻探工程从1997年开钻后就已成为媒体关注的焦点。2004年4月21日，主孔侧钻进深已达3623.91米。这些钻孔让人们知道了许多以前未知的、地球深部的奥秘。 项目取得了许多成果，尤其让参观者感兴趣的在原来生物学家认为不会有生命的地下529米、730米、1080米、1179米、1930米、2026米的榴辉岩、角闪岩和片麻岩中发现了极端条件下形成的太古菌及细菌，而且很活跃，目前已由DNA测试证实。 地球像鸡蛋环境如蛋壳 “中国矿物岩石标本收藏室”最引人注目的是房间中央大约从60公分到1.2米高的四层台子。上面摆着许许多多我们看着都很类似的大大小小的“石头”。地质科学院副院长董树文讲解说：“地球上存在着三大类岩石，其中包括沉积岩、变质岩和火成岩。沉积岩主要存在于地表。”说着他拿起了台子最下面一层中的一块石头，“它的颜色较浅、分量较轻，因为它的密度较小。变质岩来自10-15公里的上地壳；而来自30-40公里地幔的火成岩看起来颜色较深、密度较大，所含重金属的比例也较大。”这四层台子上的岩石标本是按照它们来自地球不同深度排列的。台子最上面的岩石来自地球中心的地幔处。接着，董副院长做了一个形象的比喻：“地球就像一个鸡蛋，支撑我们的地壳只有30多公里厚，仅仅相当于蛋壳的厚度。我们赖以生存的环境就如同蛋壳一样，非常脆弱。所以，保护我们的环境、保护我们地球家园这是每一个人义不容辞的责任。”(科技日报)
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