新興地質學科的發展

  • 作者:由 匿名使用者 發表于 歷史
  • 2023-01-06

新興地質學科的發展中地數媒 2020-01-19

(一)數學地質

數學地質是地質學與數學及電子計算機相結合的產物,目的是從量的方面研究和解決地質科學問題。它的出現反映了地質學從定性的描述階段向著定量研究發展的新趨勢,為地質學開闢了新的發展途徑。

國際上將電子計算機首次於1958年在地質學中應用作為數學地質學科誕生的起點,我國在20世紀70~80年代開始了數學地質學的研究和應用。目前,我國已經成為國際數學地質研究中心之一(趙鵬大,夏慶霖,2009),在應用於地質領域的數學方法與模型的研究、在地質資料庫與資訊系統的開發研製方面,以及在一些專門領域的數學地質應用研究方面,如定量地層學、礦山地質統計學、沉積與成礦過程模擬、地質專家系統等方面都有很好的成果,並在礦產資源定量預測與評價(“三聯式”數字找礦模型及定量預測、綜合資訊成礦預測)、非線性地質(複雜性理論與成礦動力學研究、非線性理論及其在資源評價中的應用)等學科方向具有優勢和自身的特色。

我國數學地質在礦產資源定量評價和預測方面,幾乎覆蓋了所有重要礦種,研究方法涉及地質變數的統計分佈、多元統計、邏輯資訊法、模糊數學、灰色系統、數量化理論、模式識別、方向資料分析、蒙特卡洛方法、礦體的確定性數學模擬、成功樹方法、吉潑夫分佈、熵分析方法等。在地理資訊系統(GIS)的應用、數字礦床、數字國土資源等方面都取得了巨大成就,涉及人工智慧、人工神經網路、分形理論、耗散結構理論、混沌理論等(中國地質學會,2010)。

(二)天體地質

天體地質學是研究太陽系各層次天體(行星、衛星、小行星、彗星與宇宙塵)的起源、物質組成、結構構造與演化歷史的一門科學,是在地質學發展成就的基礎上,應用其原理與方法研究太陽系的各層次天體,天體地質學是地質學中一門新興的學科。

我國天體地質學的一個重要領域是隕石研究。對1976年降落在吉林的隕石雨的研究不斷開創了我國天體地質學的新階段,而且也推動了世界隕石學的發展。對吉林隕石的綜合研究取得了7個方面的重要成果(中國地質學會,2010)。

我國還進行了不同時代地層中的宇宙塵的研究、月球和比較行星學研究,歐陽自遠根據類地行星的化學組成與地質演化的研究提出了“地球與類地行星的非均一組成和非均變演化”的觀點。我國天體地質學不斷向深空研究的領域拓展。2007年10月24日18時5分,我國在西昌衛星發射中心用長征三號甲運載火箭將嫦娥一號衛星成功送入太空,“嫦娥一號”衛星成功發射,標誌了中國的深空探測地學研究進入一個新階段,成為中國天體地質學的光輝里程碑:第一次實現了月球表面影象資料的100%覆蓋,製作了全月球三維數字地形圖,透過衛星微波輻射計得到全月球亮溫圖,編制完成中國第一張1:250萬的月球虹灣幅地質圖,利用離子探針測年方法,為月球早期歷史及演化提供了高精度的年代學證據等。我國探月工程確定了“繞、落、回”三步走的發展思路,“嫦娥一號”和“嫦娥三號”任務的圓滿成功,標誌著我國已突破“繞、落”關鍵技術,“嫦娥五號”任務的研製,標誌著我國已進入月球取樣返回任務實施階段。我國將在2020年前後發射探測器實現月球樣品取樣返回任務(鄭燕紅等,2014)。與此同時,中國已經開展了對火星探測、小行星探測、金星探測等總體方案和關鍵技術研究工作。火星地質研究已經起步,目前已經在青藏高原研究鹽湖地質環境,擬與火星表面的環境和鹽類礦物進行類比研究(董樹文,2012)。中國月球探測工程的首席科學家歐陽自遠預測,我國將在2020年著陸火星,2030年實現火星取樣返回。

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