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新进展!中科大发现地球内部血液新机制对能源利用意义很大

2024-06-22 02:32:41
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新进展!中科大发现地球内部血液新机制对能源利用意义很大

  对于地球和空间科学的研究员们来说,探寻地球内部的奥义,其乐趣,并不亚于追逐一颗星的秘密……尤其是当某项研究有了最新进展的时候。

  最近,国际地球化学领域知名期刊Geochemical Perspectives Letters的封面文章,就刊登了我国中国科学技术大学倪怀玮团队的一项最新研究成果。

  这些被称作地球内部“血液”的东西,究竟对地球物质和能量的传输有怎样的作用?对相关课题又会产生怎样的意义?……这些,正是倪怀玮和团队正在做的事。

  曾经有人这样形容过倪怀玮所在的学科:价格高昂的黄金被他们当做耗材,难得一见的宝石被他们当做工具,而那些毫不起眼的石头却被他们捧做宝贝……外人眼里的种种“不寻常”,对倪怀玮来说,恰恰是一种致命的吸引。于是,1997年高考填报志愿时,中国科学技术大学的地球和空间科学专业,就成了倪怀玮的第一选择。

  不过,在那个时候,地球和空间科学并不是大家眼中的“香饽饽”,很少有人会把这个专业当作第一志愿。因为入学报道稍晚了些,老师一开始还以为倪怀玮填错了志愿不准备来了。

  所谓地球和空间科学,就注定了它是一门融合性非常强的学科。不论是研究方法还是研究内容,都和其他学科有很强的相关性。

  就拿其中的地球化学一门来说。看似它是研究地球上样品的成分,但同样的一套研究方法,既可以拿来研究陨石,也可以用来研究太阳系的形成和演化。作为一个研究对象来说,地球并不是孤立的,它始终是太阳系的一部分。反之,地球和空间科学所教授的研究方法也是这样,只要运用得当,它的用武之地非常广。

  学习期间,令倪怀玮感受最深的是,这门科学是一门反演科学,也可以说是一门观测科学。想知道地球上各式各样的矿物、岩石、土壤的不同参数分别表示什么意义,他们只能到实地去看、去测量,然后根据数据,结合实验,去推测当时发生了什么。

  超临界流体的概念,最早是在1822年由一名法国科学家提出的。通常指的是温度、压力高于其临界状态的流体,其温度与压力都处于临界点之上的物质状态。一般来说,处于这种状态下的物质会展现出很多独特的性质,比如粘度、密度、扩散系数等。

  比方说,通过对超临界地质流体的研究,我们可以推断出高温高压条件对如蛇纹石、角闪石、云母、绿泥石等矿物的岩石物性影响。同时,它还可以帮助我们推断出地球内部物质演化的信息,进而能反演地球演化和动力学机制。

  当然,最重要的是,超临界地质流体的存在,可以帮助我们更好地找到油气和矿藏资源。

  有研究证明,因为超临界水的粘度低、扩散性高,所以超临界水向固体内部细孔中的渗透能力非常强。因此,向上运移的深部超临界流体非常容易和周围的岩层发生相互作用,形成各种构造的裂隙或者次生溶孔,促进油气的运移。换句话说,在实际操作中,找好超临界地质流体,在很大程度上,有利于找到聚集在一起的油气资源。

  去年年初,一个由多家欧洲能源公司和研究机构组成的财团启动了一项名为Descramble的项目,他们计划在意大利托斯卡纳区平宁山脉附近打下探井,钻探到地表下深层的超临界流体储藏层,看看能不能从井里取出这些高能量密度的液体,用于获取更多的能源。

  但可惜的是,因为人们对这一领域的研究还不够深入。勘探井钻到一定深度温度过高,团队担心继续钻探会引发大范围的地震而作罢。

  而此次倪怀玮团队最新研究成果中,就发现了超临界流体中的旋节分解和熔体网络,揭示了一种新的超临界流体演化机制。了解了这项机制,不但有利于捕获不同的流体,对后续研究这类岩浆热液矿床的形成也有重要意义。

  地球是自然对人类的馈赠。倪怀玮曾说,倪怀玮常说,他们所做的工作,是站在一个过程的终点,去解读过去所发生的事情。而这个解读和探寻的过程,其乐无穷。

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