关于宇宙地质学介绍

[拼音]：yuzhou dizhixue

[外文]：cosmogeology

研究太阳系各天体的物质组成、地质构造、内部结构和地质演化历史的学科。又称空间地质学。地质学的一个分支学科。空间科学技术的发展推动了宇宙地质学的建立、发展与完善。20世纪50年代前，人类只能用望远镜观测太阳系天体的地形特征，通过天体的反射与吸收光谱测定，推测它们表面的成分。60年代以来，阿波罗(Apollo)月球探测计划等的实施和一系列行星探测器对太阳系内行星（类地行星──水星、金星、地球和火星）的精细研究，对内行星和卫星的磁场、大气、水体、地貌、地形、表土成分、地层、构造、热流、内部结构及其地质演化历史的探测，积累了大量的观测资料，编制了各行星的地形图、地质图和构造图，提出了各行星的地质演化规律的共性与特性，使宇宙地质学获得迅速发展。80年代以来，对太阳系外行星（巨行星──木星、土星、天王星和海王星）及其卫星的探测，大大扩展和深化了宇宙地质学的研究领域。

研究内容

宇宙地质学的研究主要包括以下内容：

（1）比较行星地质。以地球为基础，在太阳系的空间尺度和近50亿年的时间尺度内，比较各行星的物质组成、大气、水体、地形、构造、火山活动、内部结构、地质演化与热历史，研究各行星演化的共性和特性，深入论证地球整体的演化规律。

（2）卫星地质。月球的地形、地层、火山活动、构造和演化历史的研究，已成为研究小质量天体地质演化的典范，并为太阳系巨行星的一系列卫星的地质演化对比研究提供科学依据。

（3）小行星地质。小行星是主要分布在火星与木星之间的众多小天体，它们代表着太阳星云凝聚物演化为行星的中间阶段的产物。小行星反照率及其反射光谱的测定，为研究各类陨石的母体和起源提供了新的论证。

（4）陨石。陨石是自然降落的天体物质。有史以来人类收集有2200次降落的陨石，南极洲发现了8000多块陨石。陨石携带有丰富的有关太阳系的平均化学成分、太阳系的形成和演化、有机质的起源、太阳系空间的环境、重返大气层过程和冲击变质作用等信息。陨石学一直是宇宙地质学研究的主要领域。

（5）宇宙矿物。在月岩和陨石中发现有140多种矿物,其中地球上未发现过的矿物为39种。研究天体的矿物成分、矿物组合及矿物形成的物理化学过程，探讨太阳星云凝聚的过程、天体凝固的物理化学条件、天体内部的分异与核、幔、壳圈层结构的形成及天体表面的物理化学风化过程。

（6）宇宙年代。采用宇宙学方法与核物理技术，如天然放射性核素的衰变、重核自发裂变及核反应的原理与技术，测定与计算宇宙年龄、银河系年龄、元素年龄、天体凝聚年龄、天体固化年龄、天体之间形成的间隔年龄、天体内部热变质年龄、气体保留年龄、核径迹保留年龄、天体在太阳系空间运行的年龄（宇宙线暴露年龄）及天体的落地年龄。研究宇宙中重大事件的年龄和宇宙演化的时间序列。

研究手段

宇宙地质学的研究手段主要有以下几方面：

（1）装备有各种探测仪器的空间探测器，观测天体的大气组成、温度、气压、风速、垂直结构、太阳风成分；水体的成分和分布；表面的地形与分区；表土的成分和特征；表面岩石的成分，类型和分布；地层序列；构造体系与内部的壳层结构。

（2）载人或无人空间探测器在天体表面着陆，直接测定土壤、岩石的矿物成分、化学组成和物理性质；内部热流和地震波传播速度等。空间探测器在天体表面自动取样或宇航员直接取样，带回地面实验室作精细研究。

（3）在地球表面对自然降落的天体物质（陨石、宇宙尘、南极洲陨石中发现的月球岩石和可能的火星岩石）进行矿物学、岩石学、化学成分、有机组分、同位素组成、同位素测年和物理力学性质等方面的研究。

展望

类地行星的大量探测资料有待于理性的整理与综合，并从更大的时空尺度及其相互联系发展中，认识类地行星的地质演化规律和地球整体的形成发展特征；太阳系巨行星及其卫星的探测，将为整个太阳系各天体的地质构造特征与地质演化规律的研究，开拓广阔的新领域。

参考书目

1. 欧阳自远：《天体化学》，科学出版社，北京，1988。
2. E.A.金著，王道德、谢先德、曹鉴秋译：《宇宙地质学概论》，科学出版社,北京，1983。(E.A.King,SpaceGeology:An Introduction,John Wiley & Sons, Inc.,New York,1976.)
3. B.P.Glass,Introduction to Planetary Geology,Cambri-dge Univ.Press,Cambridge,1982.
4. B.W.Jones, The Solar System, Pergamon Press,Oxford,1984.