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3-1 应征科技难题:地球景观生态陨击成因研究

已有 1768 次阅读 2018-3-6 12:01 |个人分类:生态综合|系统分类:论文交流| 生态综合, 地球, 生命, 陨击机制

 地球景观生态陨击成因研究

           

陆玲(广东省生态学会)


词:生态  景观  陨击成因  科学综合

 

问题概述:

背景:地球景观生态陨击成因的问题来自作者对自然的观察和思考,换一个角度看地球之后,发现了许多需要进一步探讨的科学问题,也发现这是一个科学理论大创新的难得机遇。

地球景观生态系统由岩石圈、水圈、生物圈等逐步演化而来;当人类以其较高智能的优势从动物系统中分化出来后,人类与自然协调的经济圈也逐步形成。——在太阳系中,水星、金星、火星和月球等类地天体和地球一样具有固体岩石圈,可为什么它们陆表的陨击坑分布达到了基本饱和的程度,而在太阳系行星轨道置于它们之间的地球上的陨击坑却被认为那么“稀少”?陨击是太阳系类地天体普遍而广泛的地质过程,地球为什么可以例外?为什么从卫星地图上看,地表上处处交叠着巨大的环形山构造?这些环形山系在地表的分布也达到了基本饱和的程度。地表岩层,若是地球内营力所致,为什么越接近地表,成岩年代越年轻?如果是地表营力“自然过程”的影响,为什么地表岩层生成时间竟相差几万年、几十万、甚至超过一亿、几十亿年?为什么地球的固体岩层中及表面还分布着水圈和生物圈?为什么高级生命的形态多种多样,却具有统一的器官和功能特征:管索、对称、器官系统、功能系统等等?为什么地球除了无机沉积矿外,还有有机沉积矿?岩层是原始地球形成后地质作用的产物,那是什么作用呢?一个由岩石圈和水圈构成,并寄居着无数物种的地球景观生态系统是如何构建?显然这里深藏着许多迷!

  

过去人们对地球景观的研究划分多个系统,但它们之间的有机关系还需要我们去研究认识。内营力和地表营力作用机制的研究已取得丰富的成果,一个世纪以前建立的“大陆板块漂移说”试图说明地表岩层板块迁移运动的机制,但其与地球营力作用的基本原理并不相符,这已引起有关地理学界的反思。人类对地球陨击坑的发现,只是约半个世纪以来才取得了零的突破,数十年来陆续发现的近两百个陨击坑被科学家们撕开了地球历史的神秘面纱——它们的存在也说明地球大气层没有能够遮蔽导致这些陨击坑的陨石撞击。而关于地外陨击作用对地球景观生态系统影响的研究开始受到关注,例如某些陨击坑的确认,某些矿床与陨击坑的复合关系等。但在总体上,“大陆板块漂移说”等假说依然在主导着目前基础理论的观察角度。

 

作者自从2005年末,发现了世界卫星地图上布满了环形地质构造,类比月球等类地天体,将地球上的环形山系,视同陨击坑,以地球表面的陨击坑分布达到了基本饱和的程度这个前提来重新审视地球。我发现了地球景观生态系统形成和演化机制的另一个新版本,它使得许多自然现象可以得到更合理的说明。我认识到,在地球历史上,地外天体曾经周期性地或以偶发的方式撞击地表,对地球景观生态的形成、演变产生了极其广泛的影响。这是一个有待开拓的理论创新的重要领域。

 

地球景观生态是由地球物理、地球化学、地球生物以及人类社会等多个生态系统组成的。本课题涉及的领域非常广泛,以下先列举几个主要科学问题:

 

陨击冲击变形成坑机制与地球多样性生态景观的相关性

陨击冲击变质成矿机制与原生矿物的形成及分布规律

陨击冲击蘑菇云的形成和发展机制与地球陨石形态的对应性

陨击冲击生化建模机制与地球生物胚种能量模型的对应性

陨击时空分布周期规律与未来新的陨击事件预警

陨击机制研究的科学综合方法:天文地质综合、气象地质综合、天地人综合,等等。

 

由于本项目采用科学综合的方式,利用现有的科研资料和实验成果而开展理论研究,除了必要的小实验外、检验,可不涉及到天地岩层工程的投入。但需要大量的地质、气象、矿物、生物分布等资料,这需要获得国家地质、气象、天文、农业、环境等部门的支持。此外,该项目涉及的学科领域广泛、科学问题比较庞杂,研究人员在取得自然观察角度和理论方法一致或协调的前提下,应尽量让多个学科团队互相交流、联合研究,并将基础研究与应用研究结合起来,让每个相关学科在解决自身理论问题的同时可以支持基础研究,并促进本学科理论问题的解决,例如构造理论、成矿理论,等等。

 

该研究的主要困难并非专业技术,人类积累的自然认识、科学资源已经足以说明问题,该研究主要是将它们从新的观察角度逻辑化,合理取舍,综合起来。并且不需要上大实验室、岩土工程。但需要较多的地图、调研、交流、核实、摄影、甚至航拍取样等资料。需要以新的角度,结合陨打机制,自然观察等,对原有的基础理论系统进行梳理,对相关重要自然现象的成因进行分析:冰期理论、成山理论、火山成因、矿山成因、化石成因、土壤成因、地质年代成因、各种生物成因,等等。

 

项目开发的主要困难还在于长期形成的传统惯性思维,分科而设的科研体制使得人们在聚焦某一问题的时候出现“重影效应”等。本课题研究将对相关学科的基础理论产生比较大的影响,它将引起我们对西方引进的一些 “科学假设”的连锁反思。例如,“大陆板块漂移说”“沉积成矿”“恐龙灭绝”等,对“生命起源”的研究将会有更多的新拓展。

 

同时,在从新的理论角度探索地球自然生态景观成因的初期,让两种不同角度看地球的理论并行发展也是必要的,要站在历史唯物主义的角度看,对传统理论曾经的作用给予充分的认定,对这些领域理论做出贡献的科学先驱们的历史地位要充分尊重,我们要接受历史,因为历史已经过去了,不可以否定和改变,我们要改变的只能是在历史的基础上,通过现在的努力来创造的未来!历史是我们现实科技创新的基础,历史已经给当前的创新发展提供了丰厚的资源:经验和教训,既然要从基础理论进行原始创新,就难免涉及对原有理论的反思,认为需要尝试探索的新角度来看待地球景观生态系统。让当前和未来的实践来检验新理论系统的真伪。

 

重要意义:

1、社会意义:促进人们树立自然生态观和人类命运共同体的理念。认识到地球历史上大规模陨击遗迹的客观存在、及其所导致的严重后果,可能会粉碎许多人对地球生态安全的美丽幻想。然而,幻想的破灭必将促使人们积极地面对现实,重新认识自己在自然界中的位置,建立新的自然观、发展观和更加广义的生态观。在共同的利益和可能发生的严峻的自然灾害面前,人们更加关注地球生态、地球生物系统、全人类的共同命运。这将促使人类空前地团结起来,共同为建设一个更加安全、健康、和谐、可持续发展的文明社会而努力。

2、科学意义

2.1促进科学基础理论的大综合

本课题也是对地球景观生态学研究领域的拓展,各相关学科理论的大综合。地球陨击作用的实质是外天体陨落地球与地表有关因素一起产生的综合作用。陨击的发生和发展过程,伴随着地球内部和地表营力等对地球景观生态系统形成和发展的影响,是综合长期的作用过程。地球景观生态陨击成因研究是以广义生态科学的综合方法为基本思想方法,以地球学、天文学等传统科学理论为基础的、并与物理、化学、生物和社会学等密切相关的多个学科结合的对地球自然生态景观的新探索。通过陨击科学综合研究将可促进科学系统综合发展。

2.2引领科学基础理论的连锁创新

陨击研究可促进科学理论系统的大综合,必将开辟多个科学综合研究新领域。

由于从构成地球景观生态系统的多个领域、逐步拓宽切入口进行新的观察角度的研究,第一步则可从地球基础理论源头上来切入,它涉及到一系列相关领域(从地球科学、天文学到物理学、化学和生物学,从自然景观生态到社会生态,都将涉及到)。因此,它必然会引起多个领域的基础理论创新,并对我国从西方引进的部分相关领域的传统观点引发连锁的反思。更直接的是,对构建在这些领域之上的部分应用理论和工程技术也将造成连锁的重要影响,作者预期,而这些影响对科学事业的发展是非常积极的,它将促进我国建立起一个学科综合的、东西兼容的,天文地理结合,自然与社会统一的科研体系,直接并进一步带动多个领域的学科创新。

2.3可捷足先登地球科学、生命科学、生态学等基础理论新高地

它也将是科学系统从分化走向新的综合的、与人类社会可持续发展发展目标关系密切、意义重大的前途光明的科学新领域。并可使中国捷足先登地球科学、生命科学、生态学等基础理论新高地,开拓更加广阔的科学新领域。

2.4可以破解许多科学悬疑问题

通过研究陨击过程形成的蘑菇云能量模型,发现其能量运动形态和过程与各类生物能量模型高度相似。这为我们全面破解地球生命起源之谜提供了关键的线索,可为破解地球生命起源之谜提供新的重要依据。

通过生物化石与原生岩层地质年代的一致性,根据陨击变质成矿机制的相关研究,可以破解生物化石的陨击成因机制,这对我们理解生物进化规律意义重大。

通过环形山中央峰与环形山原生岩层地质年代的一致性,根据陨击变质成坑机制的相关研究,可以破解成山岩层连同矿物和生物化石长距离迁移的动力来源,并可推测其分布的基本规律。这对我们理解地质结构和岩层化学分布、矿物分布意义重大。

……

3、科学实践和经济意义部分列举:

通过初步研究:发现了多数地震中心发生在两条大裂带交汇的地方,因此,可借助已知裂带自然生态景观等信息查找相关的未知裂带。对地表特征,对地貌信息明确的区域,尽量采用非工程手段查找地质裂带等活动性构造,这可大幅度提高工程勘探效率,降低勘探成本。对城镇、乡村选址,重大工程项目分布和建设工程的设计,可更有效地采取生态对策,规避或防范地震、地陷、滑坡、泥石流等地质灾害的隐患。

通过本研究,可结合陨击变质成矿机制,在一定程度上,更有效地借助已知地表景观矿带等信息查找未知矿带,尽量采用地痕信息等非工程手段查找矿带,可减少工程勘探、尤其是深部地质勘探的投入。可为国家冶金、能源工业、环境保护等提供更有效的原料储备信息和战略发展方案。

借助地表裂带内部流体物质运动机制,实施地压调控的气象干预技术,利用地象信息,更有效地缓解局地灾害天气。使得用高效的小干扰常规技术来预防局地周期性的重大地质气象灾害更具可行性。

认识和掌握地球陨击事件的时空生态位,对人类未来有效实施防范陨击事件的生态对策尤其意义重大。

以上地球景观陨击成因推想,有待未来科学发展和人类社会实践检验。这一检验将是人们更深刻地认识和理解地球景观生态成因的过程,人们更有效地防范陨击地质灾害和开发利用地球矿物资源的过程;是促进人类社会与自然协调的过程……它将更有效地支撑我们的社会建立起与自然更和谐的关系,更有效地开发资源,减少自然灾害,促进社会安全与健康,增加人民福祉。




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