《科学家们提供了新线索来揭开泰坦大气雾霾的神秘面纱。》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: APC
  • 发布时间:2018-10-10
  • 一项涉及伯克利实验室先进光源实验的研究提供了关于可能产生这种雾的化学步骤的新线索。(功劳:美国国家航空航天局喷气推进实验室,空间科学研究所,加州理工学院)土星最大的卫星,土卫六,是太阳系所有卫星中独一无二的,因为它的密集和富含氮的大气,还含有碳氢化合物和其他化合物,以及形成这个富碳氢化合物的原因。血液混合物一直是一些科学争论的根源。现在,由能源部劳伦斯·伯克利国家实验室(伯克利实验室)化学科学部的科学家们参与的一个研究合作集中于低温化学机制,该机制可能已经驱动了多环分子的形成——前者在月球棕橙色霾层中发现了更复杂的化学物质。这项研究由夏威夷大学马诺阿分校的RallfKaiser共同领导,发表在10月8日出版的《自然天文学》杂志上,与卫星任务在泰坦上观测到的化学组成需要高温反应机制的理论相悖。大气。研究小组还包括伯克利实验室、夏威夷大学马诺阿分校、俄罗斯萨马拉大学和佛罗里达国际大学的其他研究人员。研究小组在伯克利实验室的高级光源(ALS)利用真空紫外光实验,以及计算机模拟和建模工作,来证明有助于泰坦现代大气化学的化学反应。

相关报告
  • 《潜入地球内部有助于科学家揭开钻石形成的秘密》

    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-03-25
    • 了解全球碳循环为科学家提供了有关地球可居住性的重要线索。 这就是为什么地球有一个温和稳定的气候和一个低二氧化碳的大气层相比,例如,金星是在一个失控的温室状态,高表面温度和厚厚的二氧化碳大气层。 地球和金星之间的一个主要区别是地球上存在活跃的板块构造,这使得我们的环境在太阳系中独一无二。 但是大气、海洋和地壳只是这个故事的一部分。地幔占地球体积的75%,其潜在的碳储量比所有其他储层加起来还要多。 碳——有机生命的基本组成部分之一——通过俯冲进入地球内部,在那里它大大降低了固体地幔的熔点,在浅层地幔中形成碳酸化熔体(富含碳的熔融岩石),为地表火山提供燃料。碳酸盐矿物也可能被运送到地球深处,到达下地幔,但接下来会发生什么还不确定。 要回答这个问题充满了挑战——地球深处的情况非常极端,来自地幔的样本非常稀少。解决办法是在实验室里用先进的技术重现这些条件。 现在,布里斯托尔大学的一组实验地球科学家已经做到了这一点。他们的研究结果发表在《地球与行星科学快报》上,揭示了碳酸盐岩矿物通过海洋地壳俯冲(其中一个地球构造板块在另一个板块之下滑动)进入地幔时会发生什么变化的新线索。 他们的发现揭示了一个在1000千米外的碳酸盐岩俯冲的屏障,在那里碳酸盐岩与海洋地壳中的二氧化硅反应形成钻石,这些钻石在地质时间尺度上储存在地球深处。 地球科学学院的詹姆斯·德威特博士解释说:“碳酸盐矿物在地球的下地幔中是否保持稳定?如果不是,需要多大的压力/温度变化才能引发矿物之间的反应?它们看起来是什么样的?”这些都是我们想要找到答案的问题,而得到这些答案的唯一方法就是重现地球内部的条件。” 德威特博士和他的团队将合成碳酸盐岩置于非常高的压力和温度下,相当于地球深处高达90 GPa(约90万个大气压)和2000摄氏度的环境中,使用激光加热的钻石砧细胞。他们发现碳酸盐在1000 - 1300千米深处仍然保持稳定,几乎接近地核的一半。 在这种条件下,碳酸盐与周围的二氧化硅发生反应,形成一种称为bridgmanite的矿物,这种矿物构成了地球大部分的地幔。这个反应释放的碳是以固体二氧化碳的形式存在的。当周围炽热的地幔最终加热俯冲板块时,这种固态二氧化碳分解成超深钻石。 Drewitt博士补充说:“最终超深层钻石可以返回到表面在上升流地幔柱,这个过程可以代表超深层钻石的来源之一,我们发现在表面和提供的唯一直接证据,我们地球深层的构成。 “这令人兴奋,因为人类所能钻到的最深的地方大约有12公里,不到地壳深度的一半。这与地幔的巨大规模相比简直是小巫见大巫,地幔的深度可达近3000公里。” 研究小组使用了一个钻石砧细胞来产生与在这些深度发现的压力相当的压力,在显微镜下把样品装入一个压力室,这个压力室是从一个金属垫片钻出来的,垫片被压缩在宝石质量的、明亮切割的钻石砧之间。这些样品的晶体结构随后在牛津郡的英国同步加速器工厂用x射线衍射分析。 Drewitt博士现在计划应用这些高压和高温实验以及先进的计算机仿真技术对其他矿物和材料,并补充道:“除了碳,可能是有海洋的水输送到地幔深处,当释放这将引起地球上融化的上部和下部地幔。 “然而,我们无法充分测试或了解这种富水熔融岩石动态行为的当前模型,因为我们不知道它们的组成或物理特性。我们目前正在进行的极端条件下的实验和先进的计算机模拟将有助于解决这些问题。” ——文章发布于2019年2月22日
  • 《科学家们揭示为何飓风屡屡放过美国》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:罗维
    • 发布时间:2017-01-17
    • 最近,一篇《Nature》上的文章解释了一个几乎不可能发生的现象——持续阻止飓风登陆的“保护墙”。在大西洋沿岸,存在偏低的海洋温度以及能使风快速改变速度和方向的垂直风切变。研究显示,在上述条件下强飓风会逐渐减速。 近些年来,人为因素导致的气候变化也使得全球海平面温度有所上升。然而,这种变化并不是均衡地影响每一个地区。大西洋中部的温度急剧上升导致了飓风的形成,而大西洋沿岸的温度还是保持在一个比较低的情况下。大洋中部高的海平面温度将使得该区域飓风数量明显增多,就如同气候变暖对全球降水格局的影响一样。这些飓风大多严重袭击了加勒比海岛们,却让美国毫发无伤(比如2016年的马太飓风)。上一次袭击美国的三级飓风或者保持风速至少在111英里每小时的飓风还是2005年的威尔玛飓风。 正如美国国家海洋与大气研究中心(NOAA)研究人员,也是此次发表文章作者詹姆斯?科辛所说的,“当大自然母亲在热带形成更多飓风的时候,她也会试图关上它们靠近美国沿岸的那扇门”,靠近美国沿岸的强飓风正是被这道门拒之门外。科辛说,此次最新被揭示的这一现象对美国来说无疑是好事,但可能并非永久性现象。北大西洋的气候十几年就会发生变化,这意味着保护着美国的低海平面温度和垂向风乱流很容易消失。随着全球变暖的进一步加剧对海洋的深入影响,可能会有更多登陆的飓风袭击美国沿岸地区。 (罗维 编辑)