科普活动:颗粒态的世界——地层沉积层序的形成小实验

  为了提高公众的科学素养,培养公众对自然科学的兴趣爱好,同时也为科学家的研究成果进行社会资源转化提供一个科普宣传平台,上海自然博物馆特策划“与科学家面对面”活动,以期架起科学家与公众沟通交流的桥梁。实验室汪亚平教授课题组参加了在上海自然博物馆的科普宣传。研究生杨兆祥和小朋友们一起做了有趣的“颗粒态的世界——地层沉积层序的形成小实验”。

  1. 颗粒物质是自然界存在最多的物质之一。我们生活在颗粒态的物质世界里,包括空气中的污染颗粒、河流和海水中的泥沙。当今颗粒物质的传输和积累要消耗全球总能量的10% ;许多自然现象(沙尘暴、泥石流、雪崩、车辆流)都可以作为颗粒物质的相互作用与运动来处理。

  •   (Solid) Particle - 颗粒态物质:粒径 > 0.45μm (悬浮颗粒物物浓度采用 0.45μm 孔径的滤膜过滤获得)
  •   溶解态物质: 粒径 < 0.45μm

  2. 很多美丽的景观,都是由于颗粒态物质侵蚀、搬运、堆积形成的,比如沙丘、海滩、河流等。这个简易的实验证明了证明海洋、河流、湖泊中的泥沙是怎样堆积,并形成沉积层序的。通过研究沉积层序,科学家们可以了解地球演化的历史。

  3. 国际著名期刊《Science》公布的125个科学前沿问题,就包括:能否发展关于湍流动力学和颗粒材料运动学的总和理论?(Can we develop a general theory of the dynamics of turbulent flows and the motion of granular materials?) 目前,我们还没有完备的数学和物理工具可以描述颗粒态物质的运动,其中关于研究地表颗粒态物质(泥沙)运动的科学成为沉积动力学。

  4. 沉积动力学的奠基人是大科学家爱因斯坦的儿子Hans Albert Einstein(1904–1973),和英国皇家学会院士Ralph Alger Bagnold (1896–1990) 。

小实验