Список нерешенных проблем геонаук - List of unsolved problems in geoscience

Это динамический список и, возможно, никогда не сможет удовлетворить определенные стандарты полноты. Вы можете помочь добавление недостающих предметов с надежные источники.

Этот список содержит ссылки на известные нерешенные проблемы в геонаука.

Ранняя Земля и солнечная система

  • Как образовались Земля и другие планеты? Были ли планеты сформированы на месте? Или орбитальные изменения относительно часты? Что определило различное глубокое расслоение солнечных планет?[1]
  • Произошло ли когда-либо столкновение Земли с другой планетой Тейя, в результате чего родился наш спутник?[2] Существуют убедительные доказательства, такие как измерения более короткой продолжительности вращения Земли и лунного месяца в прошлом, указывающие на то, что Луна находится намного ближе к Земле на ранних этапах существования Солнечной системы.[3]
  • Каков долгосрочный тепловой баланс Земли? Как его внутренняя температура снизилась, так как он образовался в результате аккреции хондритов? Насколько обильны радиогенные элементы в интерьере? Сделал "слабое молодое солнце "всегда тепло"снежный ком Земля "?[4][5]
  • Что сделало тектонику плит доминирующим процессом только на Земле?[6] Как планета остывала до тектоники плит?[7] Была ли земная кора сформирована на ранних этапах ее эволюции или это результат постепенной дистилляции мантии, которая продолжается и сегодня, наряду с ее переработкой? Кора все еще растет или ее повторное использование компенсирует образование коры в срединно-океанических хребтах и ​​других вулканических областях?

Топография и окружающая среда

  • Можно ли использовать широко доступные сейчас топографические данные для определения прошлых тектонических и климатических условий (в масштабе нескольких миллионов лет)? Достаточно ли мы знаем о процессах эрозии и переноса? Отражается ли на ландшафте стохастичность метеорологических и тектонических событий? Насколько жизнь способствовала формированию поверхности Земли?
  • Могут ли классические геоморфологические концепции, такие как пенепланация или же регрессивная эрозия быть количественно понятым? Старые горные цепи, такие как Аппалачи или Урал, похоже, сохраняют рельеф более 10 лет.8 лет, а подледные речные долины под Антарктидой сохраняются под движущимся льдом километровой толщины с Неоген. Что контролирует временную шкалу топографического распада?[8]
  • Каковы законы эрозии и переноса, управляющие эволюцией поверхности Земли?[9] Реки переносят частицы наносов, которые одновременно являются орудием эрозии и одновременно служат щитом, защищающим коренные породы. Насколько важна эта двойная роль наносов для развития ландшафтов?[10][11]
  • Насколько устойчив океан к химическим воздействиям?
  • Что вызвало огромные отложения соли в Средиземном море, известные как Мессинский кризис солености ? Действительно ли Средиземное море иссохло? Как это повлияло на климат и биологию, и чему мы можем научиться у таких экстремальных соляных гигантов? Как были восстановлены нормальные морские условия?[12][13][14][15]
  • Что контролирует динамику штормовых следов?[16]
  • Механизмы, вызывающие колебания экваториального климата, продолжают интенсивно изучаться. Южное колебание Эль-Ниньо (ЭНСО ) температуры экваториальной части Тихого океана трудно предсказать заранее, чем на несколько месяцев вперед. Квазидвухлетняя осцилляция (QBO ) экваториальных стратосферных ветров является довольно регулярным и составляет ~ 28 месяцев, но причина этого активно обсуждается. Это стохастическое, хаотическое или детерминированно принудительное поведение?
  • Что небесные землетрясения ?

Строение коры, мантии и ядра

  • «Космическая проблема»: как в земной коре размещаются очаги гранитной магмы?[17] Каковы структуры и расположение магматических систем, которые могут вызвать супервулканы ? Каковы вязкости и плотности магматических очагов и детали миграции магмы?[18]
  • Каковы неоднородности и реологические детали мантии? Какова структура 660 км разрыв и его отношение к правильной модели полярный дрейф ?[19]
  • Какова точная природа химической неоднородности, связанной с Гутенберг разрыв ?[20]
  • Какие легкосплавные элементы находятся во внешнем ядре Земли и как они распределены?[21][22] Каковы неоднородности ядра и их динамическое значение?[22]
  • Обеспечивает ли внутренняя структура мантии резонанс для Чендлер колеблется земной оси или это какой-то другой внешний механизм? Отсутствие доступных движений кажется связными драйверами для периода колебания в 433 дня.

Рекомендации

  1. ^ Маккиннон, В. Б. (12 апреля 2012 г.). «Самая странная планета земного типа». Наука. 336 (6078): 162–163. Bibcode:2012Наука ... 336..162М. Дои:10.1126 / наука.1220825. PMID  22499928. S2CID  206540773.
  2. ^ Кануп, Р. М. (17 октября 2012 г.). «Формирование Луны с составом земного типа в результате гигантского удара». Наука. 338 (6110): 1052–1055. Bibcode:2012Sci ... 338.1052C. Дои:10.1126 / science.1226073. ЧВК  6476314. PMID  23076098.
  3. ^ Джордж, Уильямс (1991). «Приливные ритмы верхнего протерозоя, Южная Австралия: особенности осадочных пород, отложение и последствия для палеовращения Земли». Кластическая приливная седиментология: 161–177. Получено 3 марта 2015.
  4. ^ Wired: Земля была мигрирующей планетой?
  5. ^ Марти, B .; Zimmermann, L .; Pujol, M .; Burgess, R .; Филиппот, П. (19 сентября 2013 г.). «Изотопный состав азота и плотность атмосферы архея». Наука. 342 (6154): 101–104. arXiv:1405.6337. Bibcode:2013Наука ... 342..101М. Дои:10.1126 / science.1240971. PMID  24051244. S2CID  206550098.
  6. ^ Мартин, Паула; Хунен, Йерун ван; Парман, Стивен; Дэвидсон, Джон (1 марта 2008 г.). «Почему тектоника плит происходит только на Земле?» (PDF). Физическое образование. 43 (2): 144–150. Bibcode:2008PhyEd..43..144M. Дои:10.1088/0031-9120/43/2/002. Получено 3 марта 2015.
  7. ^ Мур, Уильям Б .; Уэбб, А. Александр Г. (25 сентября 2013 г.). «Тепловая трубка Земля». Природа. 501 (7468): 501–505. Bibcode:2013Натура.501..501M. Дои:10.1038 / природа12473. PMID  24067709. S2CID  4391599.
  8. ^ Egholm, David L .; Knudsen, Mads F .; Сэндифорд, Майк (26 июня 2013 г.). «Продолжительность жизни горных хребтов в масштабе обратной связи между оползнями и речной эрозией». Природа. 498 (7455): 475–478. Bibcode:2013Натура.498..475E. Дои:10.1038 / природа12218. PMID  23803847. S2CID  4304803.
  9. ^ Willenbring, Jane K .; Codilean, Alexandru T .; МакЭлрой, Брэндон (2013). «Земля (в основном) плоская: распределение потока континентальных отложений по тысячелетним временным шкалам». Геология. 41 (3): 343–346. Bibcode:2013Geo .... 41..343W. Дои:10.1130 / G33918.1.
  10. ^ Скляр, Леонард С .; Дитрих, Уильям Э. (2001). «Контроль прочности отложений и горных пород при врезании реки в коренные породы» (PDF). Геология. 29 (12): 1087. Bibcode:2001Гео .... 29.1087С. Дои:10.1130 / 0091-7613 (2001) 029 <1087: SARSCO> 2.0.CO; 2. Получено 3 марта 2015. (описание эффекта и инструменты)
  11. ^ Коуи, Пейшенс А.; Уиттакер, Александр С .; Атталь, Микаэль; Робертс, Джеральд; Такер, Грег Э .; Ганас, Афанасий (2008). «Новые ограничения на разрез реки, зависящий от потока наносов: последствия для извлечения тектонических сигналов из профиля реки» (PDF). Геология. 36 (7): 535. Bibcode:2008Гео .... 36..535C. Дои:10.1130 / G24681A.1. Получено 3 марта 2015.(пример поля)
  12. ^ Гарсия-Кастелланос, Д .; Вильясеньор, А. (14 декабря 2011 г.). «Мессинский кризис солености регулируется конкурирующими тектоническими процессами и эрозией на Гибралтарской дуге». Природа. 480 (7377): 359–363. Bibcode:2011Натура 480..359Г. Дои:10.1038 / природа10651. PMID  22170684. S2CID  205227033. Получено 3 марта 2015. Ссылка на публикацию автора
  13. ^ Сюй, Кеннет Дж. (1987). Средиземное море было пустыней: путешествие Glomar Challenger (Первое издание Принстона в мягкой обложке). Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN  978-0691024066.
  14. ^ Клаузон, Жорж; Suc, Жан-Пьер; Готье, Франсуа; Бергер, Андре; Лутр, Мари-Франс (1996). «Альтернативная интерпретация мессинского кризиса солености: споры разрешены?». Геология. 24 (4): 363. Bibcode:1996 Geo .... 24..363C. Дои:10.1130 / 0091-7613 (1996) 024 <0363: AIOTMS> 2.3.CO; 2.
  15. ^ Krijgsman, W .; Hilgen, F.J .; Раффи, I .; Sierro, F.J .; Уилсон, Д. С. (12 августа 1999 г.). «Хронология, причины и развитие мессинского кризиса солености» (PDF). Природа. 400 (6745): 652–655. Bibcode:1999Натура 400..652К. Дои:10.1038/23231. HDL:1874/1500. S2CID  4430026.
  16. ^ Бони, Сандрин; Стивенс, Бьорн; Фриерсон, Дарган М.В.; Якоб, Кристиан; Кагеяма, Маса; Пинкус, Роберт; и другие. (2015). «Облака, циркуляция и чувствительность климата» (PDF). Природа Геонауки. 8 (4): 261–268. Bibcode:2015НатГе ... 8..261B. Дои:10.1038 / ngeo2398.
  17. ^ Бьоркгрен, Мария (2017). Формирование гранитных магматических очагов в горах Морн, Северная Ирландия.
  18. ^ Kaus, B.J.P .; Reuber, G.S .; Попов, А .; Бауманн, Т. (2018). «Понимание магматической системы Йеллоустона с использованием трехмерных обратных геодинамических моделей» (PDF). В: Рефераты по геофизическим исследованиям. 20.
  19. ^ Лоури, Уильям (2007). Основы геофизики (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 117. ISBN  9781139465953.
  20. ^ Хиросе, Кей; Карато, Сюн-ичиро; Кормье, Вернон Ф .; Brodholt, John P .; Юэн, Дэвид А. (2006). «Нерешенные проблемы в самой нижней мантии» (PDF). Письма о геофизических исследованиях. 33 (12): L12S01. Bibcode:2006GeoRL..3312S01H. Дои:10.1029 / 2006GL025691.
  21. ^ Zhang, Y .; Секин, Т .; Он, H .; Yu, Y .; Лю, Ф .; Чжан, М. (2016). «Экспериментальные ограничения на легкие элементы во внешнем ядре Земли». Научные отчеты. 6: 22473. Bibcode:2016НатСР ... 622473Z. Дои:10.1038 / srep22473. ЧВК  4773879. PMID  26932596.
  22. ^ а б Олсон, П. (декабрь 2016 г.). «Миссия к центру Земли». Американский геофизический союз, Осенняя Генеральная Ассамблея 2016 г., Abstract Id. DI23C-08. 2016: DI23C – 08. Bibcode:2016AGUFMDI23C..08O.

внешняя ссылка