作者:刘学 刘文浩 张树良 来源: 中国科学报 发布时间:2021-1-22
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科学家呼吁建立矿物分类新系统

近日,美国斯坦福大学卡耐基科学研究所和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在美国《国家科学院院刊》上发表文章,提出一种新的矿物分类“进化系统”,该系统既包括历史数据,也反映了地球40多亿年演化历史中矿物的多样性和分布变化。

钻石是科学家提议的灵感来源。尽管许多钻石的成分和成因都不一样,但它们都被国际矿物学协会(IMA)列为“钻石”。IMA矿物分类系统可以追溯到19世纪,是一种基于主要元素的理想成分和几何晶体结构的独特组合对矿物进行分类的方法。例如,IMA将石英定义为纯二氧化硅,但是这种存在完全是理想化的。因为每个石英样品都包含缺陷,那是其生长史的痕迹,具有独特性。

钻石或石英晶体形成历史的差异是至关重要的,因为形成条件和所经历的过程,远比晶体可鉴定为钻石或石英的事实提供的信息更丰富。行星科学家需要的是一种对矿物进行分类的新系统。

由于不存在“矿物演化”的通用理论,因此为地球科学创建这样的分类系统具有挑战性。研究团队提出的解决方案是他们所说的“引导”方法。该方法基于具有历史意义的、信息丰富的固体材料的化学、物理和生物学属性,这种策略使科学家能够建立矿物种类的历史体系。(刘学)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1073/pnas.2015370118

2050年先进能源技术将为电力行业带来470亿美元收益

近日,未来资源研究所发表新闻称,该机构一项新研究发现,降低5种先进能源技术的成本,可在不影响美国联邦气候政策的情况下,每年提供高达160亿美元的社会收益,而如果制定新的国家清洁电力标准,每年可带来470亿美元的社会收益。

随着美国政府对清洁能源技术创新的支持日益增加,学者提出了有关先进能源技术的重大问题:通过创新而降低成本的技术能带来多大的收益?即便没有任何新的国家清洁能源或环境政策,这些降低的成本仍然有价值吗?

为此,研究人员研究了5项技术——天然气发电厂的碳捕获、核反应堆、地热发电、直接空气捕获和能量储存。研究表明,如果制定新的国家清洁电力标准,到2050年,降低这5项技术的成本每年可创造高达470亿美元的收益。其中大部分收益将来自于降低成本实现的联邦清洁能源目标。但是,即使没有联邦清洁能源目标或其他环境政策,研究发现,到2050年,这些技术每年仍可产生约160亿美元的社会收益。在这种情况下,大多数收益来自于消费者电力成本的节省和有害排放的减少。

这5项技术都列入了《美国能源创新法案》。研究人员表示,除非每种技术的成本达到了具有广泛竞争力的水平,否则几乎没有收益。进一步降低成本将产生数十亿美元的收益,还可以产生良性循环,其中较低的成本带来更多的推广,进而通过效仿等方式进一步降低成本。(刘文浩)

美资助空间大气观测项目下一阶段建设计划

近日,美国国家大气研究中心(NCAR)空间大气观测项目下一阶段建设计划资助申请获得美国国家科学基金会批准,资助总额为560万美元,主要用于观测场地勘测及望远镜设计,为期3年。

NCAR新建的空间大气观测设施名为日冕太阳磁场观测站(COSMO),该观测站的建成将可能改变人类的一些基本认知,比如太阳大气层磁场、磁场如何促使太阳爆发的形成等。

NCAR新的空间大气观测站建设计划将通过建设新的地面太阳望远镜来弥补目前太阳观测技术的缺陷。太阳望远镜建设的重要任务之一是观测站点的选址。地面太阳望远镜最适合建在天气稳定、大体晴朗以及海拔较高的地区,这使得望远镜可以避免因接近海平面的较厚大气层而造成的扭曲。NCAR空间大气观测项目下一阶段建设任务还包括完成直径1.5米的大型日冕望远镜的设计,它将提供一幅罕见的、大规模的日冕磁场的视图。

该项目负责人、NCAR科学家Steve Tomczyk称,COSMO所拥有的在全球尺度跟踪太阳大气磁场变化的能力将帮助科学家实现对日冕磁场全貌的观测。它将成为识别和描述空间天气及其潜在破坏性来源的强大工具,从而更准确、更及时地预测空间天气事件对地球所产生的风险。

除了上述大型日冕仪,COSMO还包括另外两个仪器:白光K日冕仪(K-Cor)与色球和日珥磁力计(ChroMag)。K-Cor已经建造完成,目前部署在NCAR的莫纳罗亚太阳观测站,而ChroMag将于2021年部署和测试。这3套仪器将一起工作,揭示日冕磁场的全貌。

(张树良)

《中国科学报》 (2021-01-22 第2版 国际)
 
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