宇宙地質學

　　研究太陽系各天體的物質組成、地質構造、內部結構和地質演化歷史的學科。又稱空間地質學。地質學的一個分支學科。空間科學技術的發展推動瞭宇宙地質學的建立、發展與完善。20世紀50年代前，人類隻能用望遠鏡觀測太陽系天體的地形特徵，通過天體的反射與吸收光譜測定，推測它們表面的成分。60年代以來，阿波羅（Apollo）月球探測計畫等的實施和一系列行星探測器對太陽系內行星（類地行星──水星、金星、地球和火星）的精細研究，對內行星和衛星的磁場、大氣、水體、地貌、地形、表土土成分、地層、構造、熱流、內部結構及其地質演化歷史的探測，積累瞭大量的觀測資料，編制瞭各行星的地形圖、地質圖和構造圖，提出瞭各行星的地質演化規律的共性與特性，使宇宙地質學獲得迅速發展。80年代以來，對太陽系外行星（巨行星──木星、土星、天王星和海王星）及其衛星的探測，大大擴展和深化瞭宇宙地質學的研究領域。

　　研究內容　宇宙地質學的研究主要包括以下內容：①比較行星地質。以地球為基礎，在太陽系的空間尺度和近50億年的時間尺度內，比較各行星的物質組成、大氣、水體、地形、構造、火山活動、內部結構、地質演化與熱歷史，研究各行星演化的共性和特性，深入論證地球整體的演化規律。②衛星地質。月球的地形、地層、火山活動、構造和演化歷史的研究，已成為研究小質量天體地質演化的典范，並為太陽系巨行星的一系列衛星的地質演化對比研究提供科學依據。③小行星地質。小行星是主要分佈在火星與木星之間的眾多小天體，它們代表著太陽星雲凝聚物演化為行星的中間階段的產物。小行星反照率及其反射光譜的測定，為研究各類隕石的母體和起源提供瞭新的論證。④隕石。隕石是自然降落的天體物質。有史以來人類收集有2200次降落的隕石，南極洲發現瞭8000多塊隕石。隕石攜帶有豐富的有關太陽系的平均化學成分、太陽系的形成和演化、有機質的起源、太陽系空間的環境、重返大氣層過程和沖擊變質作用等信息。隕石學一直是宇宙地質學研究的主要領域。⑤宇宙礦物。在月巖和隕石中發現有140多種礦物，其中地球上未發現過的礦物為39種。研究天體的礦物成分、礦物組合及礦物形成的物理化學過程，探討太陽星雲凝聚的過程、天體凝固的物理化學條件、天體內部的分異與核、幔、殼圈層結構的形成及天體表面的物理化學風化過程。⑥宇宙年代。采用宇宙學方法與核物理技術，如天然放射性核素的衰變、重核自發裂變及核反應的原理與技術，測定與計算宇宙年齡、銀河系年齡、元素年齡、天體凝聚年齡、天體固化年齡、天體之間形成的間隔年齡、天體內部熱變質年齡、氣體保留年齡、核徑跡保留年齡、天體在太陽系空間運行的年齡（宇宙線暴露年齡）及天體的落地年齡。研究宇宙中重大事件的年齡和宇宙演化的時間序列。

　　研究手段　宇宙地質學的研究手段主要有以下幾方面：①裝備有各種探測儀器的空間探測器，觀測天體的大氣組成、溫度、氣壓、風速、垂直結構、太陽風成分；水體的成分和分佈；表面的地形與分區；表土的成分和特征；表面巖石的成分，類型和分佈；地層序列；構造體系與內部的殼層結構。②載人或無人空間探測器在天體表面著陸，直接測定土壤、巖石的礦物成分、化學組成和物理性質；內部熱流和地震波傳播速度等。空間探測器在天體表面自動取樣或宇航員直接取樣，帶回地面實驗室作精細研究。③在地球表面對自然降落的天體物質（隕石、宇宙塵、南極洲隕石中發現的月球巖石和可能的火星巖石）進行礦物學、巖石學、化學成分、有機組分、同位素組成、同位素測年和物理力學性質等方面的研究。

　　展望　類地行星的大量探測資料有待於理性的整理與綜合，並從更大的時空尺度及其相互聯系發展中，認識類地行星的地質演化規律和地球整體的形成發展特征；太陽系巨行星及其衛星的探測，將為整個太陽系各天體的地質構造特征與地質演化規律的研究，開拓廣闊的新領域。

　　

參考書目

歐陽自遠：《天體化學》，科學出版社，北京，1988。

　E.A.金著，王道德、謝先德、曹鑒秋譯：《宇宙地質學概論》，科學出版社，北京，1983。（E.A.King，SpaceGeology：An Introduction，John Wiley &Sons,Inc.，New York，1976.）

　B.P.Glass，Introduction to Planetary Geology，Cambri-dge Univ.Press，Cambridge，1982.

　B.W.Jones，The Solar System,Pergamon Press，Oxford，1984.