分数维理论在地震科学中的应用

自然界是一个复杂的有序的整体系统。在这个系统中各个部分彼此关联。近几年发展起来的系统科学中的新三论,即突变理论、耗散理论和协同论(包括混沌动力学和分数维理论),正是人们对自然界的整体性认识的重要进展。近年来,分数维理论作为一支独秀在自然科学的许多方面得到了日益广泛的应用。本文就其在地震科学中的应用作一简要的概述和     

汶川8级地震余震序列的分形特征及应用

分形理论主要是研究为自然界和社会活动中广泛存在的无序(无规则)而具有自相似性的现象.它借助于自相似性原理洞察隐藏于混乱现象中的精细结构,使人们可以从局部认识整体,从有限认识无限.分形理论提供了一种有用的经验公式,提供了对自相似现象进行外推和解释的理性方法.     

用时间序列重建复杂系统动力学初探

用时间序列数据重建复杂系统动力学是非线性科学中的一个诱人课题。人们目前还无法直接给出自然界中许多现象产生的确定性规律或描述现象的微分方程,然而却可获得大量随时间变化的实测数据。据时间序列若能研究构成这些复杂现象的动力学特征,显然对揭示事物的本质是很有实际意义的。用地震时间序列重建地震复杂系统动力学,进而分析寻找表征地震过程的确定性规律,认识地震过程的动力学行为,深入研究地震预报,已成为一个引人瞩目的     

模拟研究中的控制性边界条件处理方法探索

无论是在数值模拟还是试验模拟研究工作中,正确处理边界条件是研究结果有意义、合理、可靠的前提.过去在模拟研究中,最多也最方便的是用刚性边界条件作为边界约束条件,显然这只是一种近似的无奈做法.对于采用非刚性边界条件约束,首先面对的难题就是还不能准确认识其在自然界中的实际情况,难以找到依据.     

矿井水害防治与地下水保护利用关系研究

矿井水害防治和地下水利用与保护是煤矿水文地质学研究的两个基本任务。二者虽然研究的对象相同(均为地下水),研究方法相近(均水文地质学的基本方法),但因研究目的不同(一为防治水,一为供水或利用水),对被研究对象形成的认识和看法则明显相左(同一对象,待遇迥异;是害是利,莫衷一是),形成了"开矿怕水,供水盼水"的矛盾局面。这一现象的背后,其实体现的是现实利益和长远利益的博弈问题……煤矿水害防治把矿井涌水作为有害因素来对待;地下水利用,主要是从供水角度而言,它把地下水作为一种资源来保护;客观而言,地下水的形成只不过是自然界水循环过程中的一个环节,仅此而已。     

识别前震的一条途径

能否成功地将前震和通常的小震活动区分开来,是地震预报的重要一环,但目前对前震的研究,还未能取得重要的进展。 地震产生的过程是复杂的,它是多种难以被观测到的因素综合作用的结果。不过,有一点可以肯定,地震的产生是一个能量积累、释放的过程。其实,能量的积累、释放过程广泛地存在于自然界甚至存在于人们的日常生活之中。常温下的水不断吸收热量最后到沸腾,就是这样一个过程。对这一过程进行分析后,在识别前震方面得到了一些启示。     

浅源地震法在海洋环境研究中的应用

一、前言在最近几年内,丹麦海域的环境问题日趋增多,虽然为解决这些问题已做了很大努力,如增加财政支持和科研人员人数,但环境测绘工作还是远远落后于对新问题的发现。为说明这一点,且考虑到直接测量法做起来既费时又费钱,现在在丹麦的地球物理学家、海洋地质学家和其他各种专家之间开展了多学科研究。期望这种新技术和各学科之间的联合研究能提高人们对在丹麦以及全世界近陆海域的人类活动和自然过程之间相互关系的认识。     

冷暖交错中的气候变化——岩石、黄土、冰盖见证和纪录

地球是一个复杂的系统并在不断调整中现在有史以来第一次,一个物种——智人,成为改变地球系统及气候模式的主要营力我们需要了解自然界的变化和受人类影响的变化（有时被稚为“人为”变化）之间的差别然而,这一原本清晰的差别随着时间的推移往往会变得越来越模糊     

<构造地质学>简介

狩野谦一和村田明广厶合著的《构造地质学》正像在后记中写到的那样,它是“野外构造地质学家们研究构造地质学基础”的总结。出版虽然仅半年,但已成为周围许多地质学家爱不释手的一本书。这也许因为它是人们期待已久的用日语写成的构造地质学教科书的缘故吧。说到地质学,总会有集岩石学、矿物学、地层学、古生物学等领域相当宽的综合性学科的感觉,其中,与地震学最接近的领域或许就是该书标题的构造地质学了。特别是近来,地震地质学、古地震学的提法深受人们的青睐,因此它们也作为了构造地质学的主要基础。该书由１１章构成：第１章,…     

玻利维亚地震—地球内部一瞥

玻利维亚Alteplano(字面意思为“高台”)6月9日8.2级地震提出的最复杂的问题并不是在西半球强烈有感时它造成的轻微破坏,而是它激发起以前从未见过的地球的固有振荡,并可能使地球物理学家以50km的分辨率画出地球内部的图象。这是因为玻利维亚地震(h=640 km)震源深度在地下75-670km范围内,属于那类稀有的“深源地震”。地幔内的高温高压状态使岩石在应力作用下流动而不是断裂,深源地震如何能够发生,这是一个在20年代末期自从人们确认它的存在时就开始关     

“活着”的地球

依据太阳光子辐射产生的光压理论,作者揭示出了自然界存在有如下两种自然现象:(1)揭示了日-地闻天然形成的能量(动量)相耦舍的"轧制"式和"摇摆"式物理机制及其存在的证据.阐明了包括地壳运动、地震和火山活动在内的地球内动力地质作用所需要的能源(力源)不是传统地质学所理解的仅来自于地球内部,而主要是来自于太阳.太阳与其系内行星之间不单是先前人们所理解的靠万有引力作用所维系的那种家族式的首领关系,而且也是靠太阳辐射的斥力作用形成的"母子"关系.地球自生成以来,主要是靠太阳光子的能量(动量)的"哺育"才"活"下来的,地球目前还生机勃勃地"活着".地球的自转与公转及赤、黄交角的存在,不是先前人们所理解的只具有行星运动几何学上的意义,它在日一地之间能量(动量)相耦合转换机制中还起着更为关键的作用,它是整个地球能有效地、连续不断地获得太阳辐射能量(动量)使其能"活"下去而必须具有的最为简单的天然条件.(2)揭示了自然界任一恒星系内部恒星与行星或星际物质间的斥力作用普遍存在.众所周知,太阳是一颗质量较小的恒星,在银河星云系中类似太阳的发光恒星大约就有4000亿颗,在宇宙更是不计其数.这说明宇宙中的任一恒星系内恒星与它系内的行星及星际物质(除暗物质外)之间的能量(动量)耦合与交换主要是靠光子来实现的.光予是宇宙中既普遍存在又具有特殊性能的一种物质.光子不带电,其电荷、电偶极矩和磁矩皆为零,它是一种稳定的粒子,其寿命为无限大.宇宙中任一恒星辐射出的光子可以对外任何可见物体起作用.光子对受体的作用方式是碰撞,它不但把自身的能量传递给受体,还把自身的动量(以光压斥力的形式)传递给受体,其斥力方向与恒星与受体之间的引力方向恰恰相反,以阻止行星或星际物质在万有引力作用下向恒星内部凝聚,保持恒星系基本空间构架的相对稳定.由此推知,宇宙中物质之间的(光)斥力作用是普遍存在的,它与万有引力作用构成了相互依存的两个对立面,它们之闻的对立与统一构成了和谐一致的自然界.日一地间天然形成的能量(动量)相耦合的"轧制"式和"摇摆"式物理机制的发现与证实,为自然界星际(恒星与行星)尺度间的斥力作用普遍存在提供了有力的证据.这是自牛顿发现万有引力之后,首次对宇宙中星际间存在的"反引力"作用这一宏观自然现象的揭示.     

深深沉思往事的意义,才可以认清现在——纪念国际地球物理年(IGY)50周年,缅怀开拓者

今年,是国际地球物理年(IGY)50周年.这段经历虽然过去了半个世纪,然而,它与新中国的艰苦创业史是那样的紧紧相连,与地球学科发展的新历程如此相依,而记忆犹新.它是上个世纪最辉煌的科学活动而为人们所庆贺.它搭建的认识地球--探索宇宙的科学平台和合作经验,更是光照千秋!     

渗流场参数与地震波场参数的关联关系研究综述

地球表层岩石是由不同尺度的岩石骨架、孔隙、以及孔隙中的流体物质相互作用形成的.研究含有孔隙和裂缝的复杂岩石介质中的地震波传播效应一直是石油地球物理勘探领域的热点.因此,许多学者对复杂岩石介质的渗流特征,和地震波的传播与衰减进行了大量的研究.本文在回顾孔隙介质的地震波的传播与衰减理论发展的基础上,首先介绍了孔弹介质的非局部Biot理论,并用它预测负频散现象,然后介绍了实验观测到的波的衰减与岩石物理性质(如孔隙度和渗透率)的关系,最后,给出了对渗流场和地震波的传播与衰减的认识,并对它们之间的相互关系做了一些展望.     

序

时间是地球科学研究中永恒的主题之一 ,宇宙中没有什么事物不受时间的支配。人类发展中对时间的不断认识是社会文明程度提高的一个重要标志。时间是研究地质问题的基本。时间、空间、物质和能量是研究地质过程、环境演化的基本要素 ,要认识和掌握自然中的规律 ,都要搞清上述要素在时间过程中表现的相互关系。在没有年龄测定之前 ,人们对地球年龄的多种推测都与实际情况相差甚远 ,只有当科学工作者把放射性衰变定律的原理应用到地质年龄的测定后 ,才使地球有了科学的、公认的年龄 45 .5亿年。地球年龄的测定使人们有了新的地球观 ,地球科学的研究也有了质的变化 ,从地质过程的定性研究走上定量研究。如今科学更加注重时间概念的重要性 ,在许多问题上提出高解析度定年、高解析度建立时间尺规 ,以便更准确地确定周期和相位 ,更好地进行全球对比 ,进而更加精确地进行自然演变的地史再造和趋势的精细估计 ,为科学地探索过去、认识现在、预测未来找到依据。年轻地质体的年代学 (新年代学 ) ,主要是研究新生代以来 ,尤其是新第三纪以来的年代学问题。近十余年来 ,它已逐渐成为同位素地质年代学的重要组成部分。年轻地质体年代学与同位素地质年代学一样 ,是一门试验.     

英国科学家证明：地球黄金来自陨石雨

货币天然不是黄金,但黄金天然是货币。这是我们耳熟能详的一句话。黄金因其稀有性,不易腐蚀,容易切割,便于携带等特点,天然适合作为一般等价物。人类很早就能从自然界提炼单质金,黄金是人类最早开采并加以利用的贵金属。随着社会发展,纸币作为更方便的货币形式进入人们的生活,     

2200年来我国瘟疫灾害的时空变化及其与生存环境的关系

1引言瘟疫灾害(简称疫灾)是指由病毒、细菌、寄生虫等引起的急性、烈性传染病大规模流行所导致的生物灾害,是人类面临的所有自然灾害中最顶级的灾害(龚胜生,2019).导致疫灾的病原体始终存在于自然界中,认识疫灾的时间演化和空间分布对人类社会防治疫灾具有重要参考价值.     

(光压)斥力相互作用在自然界客观存在的宏观证据

在宇宙中,众多恒星发出的光线充斥于万物之间.光压虽然早在1901年就被人们发现和试验证实,但一直未把它作为一种客观存在的自然力看待.其原因是(光压)斥力相互作用(自然力)主要表现在宇观物体(天体)上,在太阳系内的(太阳光压)斥力作用下,能否证明地球物质的宏观运动状态发生了变化及发生了什么样的变化,则是人们把(光压)斥力相互作用是否作为一种自然力看待的关键.宋贯一(1991)发现,太阳光压、地球的自转与公转组成了一套类似金属塑性压力加工中的一套天然"轧机",太阳的能量(动量)就是通过这种"轧制"式耦合物理机制传递给地球的,并依据这种耦合机制产生的地壳"轧展"效应特征,发现(1999)太阳光压斥力作用才是控制全球地壳运动和地震活动的唯一重要因素.宋贯一(1992)又发现,太阳光压、地球的自转与公转及赤黄交角的存在,组成了一套天然的日地间太阳能量(动量)相耦合的"摇摆"式物理机制,依据这种耦合机制特征,发现和证明(2006,2011)太阳光压斥力相互作用才是激发自转轴摆动并产生极移及地球自转速度季节性变化的主要力源.上述一系列发现,为(光压)斥力相互作用在自然界的客观存提供了具有说服力的证据.它与(万有)引力相相互作用一样,在宇宙的演化中起着同等重要的作用.     

地球自转速度季节性变化的主要原因解析

近二百年来,国内外天文学家和地球物理学家对地球自转速度变化这一自然现象给予了极大的关注.从地球内部(包括大气层)的不同层次、不同角度探讨这一自然规律的成因.人们最初把它看的非常简单,随着时间的推移,进一步更加仔细的研究和更先进计算手段的运用,该课题则显得更为复杂,更加神秘.造成这种局面的原因是研究方向错了.本文的研究思...     

流域科学及其集成研究方法

文章讨论了流域科学的概念、研究方法和基础建设.流域是自然界的基本单元,又具有陆地表层系统所有的复杂性,使得流域成为适合开展地球系统科学实践的绝佳单元.流域科学是流域尺度上的地球系统科学,它在过去20多年来快速发展起来,目标是理解和预测流域复杂系统的行为,同时服务于流域可持续发展.然而,流域科学面临认识复杂系统、实现尺度转换和模拟人-自然系统协同演进等困难,这些困难的核心是方法论的困难.本文重点讨论了流域科学的研究方法,包括自组织复杂系统方法、统计力学主导的升尺度方法、基于选择和进化原理的达尔文学说、强调人-自然协同演进的水经济和生态经济思路、以及非结构化问题综合集成方法.这些方法一起,正在搭起整体和还原方法之间的桥梁,构建起一个兼顾硬集成和软集成,既考虑自然系统又考虑人,并在实践上可操作的研究方法体系.这些方法将推进流域科学走向成熟,并为整个陆地表层系统科学方法论研究做出贡献.     

浅谈断层运动产生的应力波

波是振动的传播过程。波是物理学中最重要、最普遍的概念之一。它是自然界和科学技术中极为常见的现象。例如:海洋、湖泊、池塘中的波涛和涟漪;空气中传播的声波;固体中的应力波(包括地震波)以及各种频率的电磁波(包括光波和无线电波)等等。