“年”后话地球——地质科学为社会

人类在走过了几千年的文明历程后,再一次反省与自己的终极家园——地球的关系。当联合国教科文组织和国际地科联共同发起了国际地球年的纪念活动时,其初衷十分明朗：就是要向地球人宣传地学,提高地球科学在全球的认知度。那么,我们从前的、原有的认知度不够吗？这是地球年形成的又一个共识：尽管人类的可持续发展与地球科学关系越来越密切,地球科学却并没有得到足够的重视。对比如水的缺乏、气候环境的变化、自然灾害的预防、     

关于制定勘探地球物理发展战略的若干思考

地球物理学是地球科学中的重要基础分支学科。基于近代地球物理学观测数据及精度,所进行的研究规模已极大地推动了当代地球科学的研究进程,丰富了人类的知识。地球物理学的研究对象涉及地表以下的岩石层、地幔乃至地核内部结构,也涉及地表山川湖海的物理现象及过程,还涉及地表以上的大气层、电离层乃至外层空间的各种物理现象及过程。从微观上说,研究的对象已涉及岩石内部的细微结构;从宏观上说,地球物理学的研究涉及地球内部物质组构运移及演化,从而也必涉及全球性的资源分布及区域性地质构造的演变。地球物理学利用各种现代物理学的研究方法及手段(电学、光学、声学、核物理学、磁学、热学等)对地质现象及过程进行量化的研究,从而使地球科学从定性直观形象的描述跨入定量研究的阶段,逐渐形成为一门精细的科学。     

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.     

地球2020年改版声明暨征稿启事

《地球》杂志是中华人民共和国自然资源部主管的唯一定位科学普及的期刊,由中国地质博物馆,中国地质学会科普委员会共同主办,国内外公开出版发行。《地球》自1981年创刊以来,专注于地球科学的科普化和公众化传播。在主管部门的重视和专家学者的支持下,实现了杂志38年连续出版,在地球科学领域和社会各界产生了一定影响。为了更好地报道地球科学最新研究成果,传播科普知识。宣传自然资源国庆、自然资源保护、利用和科学文化建设的最新动态与经验。《地球》杂志2020年全新改版。     

全国日地空间物理学术讨论会在京举行

全国日地空间物理学术讨论会于1982年4月21日至26日在北京举行,来自全国各地46个单位的125名代表参加了会议。 日地空间物理是研究太阳大气、行星际空间、地球磁层、电离层、高层及中性大气各种物理现象、过程及相互制约的一门新兴科学,与国民经济和国防建设的发展有着密切的联系。中华人民共和国建国三十多年来,日地空间物理的研究取得了很大的进展,在中国地球物理学会及有关学会和研究机构的倡     

天文和地球物理机构联合会

未来的资料收集与处理为了对天文、大地测量、地球物理及其它相关学科的资料进行收集、分析和分类,国际科学联合会理事会(ICSU)于1956年组建了天文和地球物理机构联合会(FAGS)。现在大约有1500个观测台站向该联合会所属的机构提供它们的观测资料。显然,日复一日,年复一年地观测同样的现象,这件工作何其平凡,甚至令人生厌。但是,现在它的吸引力却突然大增,使人振奋,甚至连外行人对此都兴趣盎然。这是随着全球长序列系统对比观测的实现,特别是一些国际     

震源研究的进展

地震是发生在地球内部的一种自然现象,它对人类的生命财产威胁很大,尤其是大地震,如我国1976年唐山地震一夜之间使24万人丧生,1976年2月危地马拉地震造成的经济损失相当于这个国家年国民生产总值。因此有史以来地震一直强烈地吸引着人类的注意。从纯科学的角度来看,地震又是一个信息源,由地震发出的地震波我们可以得到震源发生过程和波的传播规律及地球内部构造的信息,地震科学的这两个分支(震源研究分支和地球内部结构研究的分支)是同时产生的。但是直到现在震源的研究远不如地球     

张衡(Chang Heng)

地球科学是以地球为究研对象的基础学科,它涉及海、陆、空三界,是介于天文、物理,化学、地质等许多学科之间的边缘科学,发展十分迅速。地球科学研究历史悠久,影响深远。近代,自然科学许多学科的发展,都是从研究地球开始的。由于研究地球和月球的运动,十七世纪的英国物理学家牛顿才发现万有引力定律。十八世纪的法国天文学家、大地测量学家、数学家克雷若,首先是研究地球形状的。十九世纪初的法国天文学家、数学家、物理学家拉普拉斯,曾研究地球的起源。与拉普拉斯同时代的德国高斯,是一位数学家、物理学家、天文学家,也是著名的地磁学家。十九世纪末的英国物理学家开耳芬,研究地球的弹性、热传导等都有出色贡献。当代诺贝尔奖获得者,有好几位都是致力于地球科学研究。因发现重氢而获得1934年诺贝尔化学奖的美国化学家、物理学家尤里,因研究太空物理而获得1970年诺贝尔物理学奖的瑞典物理学家阿尔芬,研究地球起源都有特殊贡献。因致力于超大气层性质的研究而获得1974年诺贝尔物理学奖的英国物理学家阿普尔顿,研究高空电离层有卓越成就。二十世纪以来,地球科学在物理学的许多新发现推动下飞快地发展起来,人们对地球的认识逐步深入。地球内部的分层结构、物质组成、物理性质及运动状态,地下资源的分布规律,以及地磁、重力、地热和地震活动等问题,都是全球性的,各国科学家进行了多次大规模的联合观测研究。特别是本世纪六十年代的“上地幔计划”,七十年代的“地球动力学计划”和八十年代的“国际岩石圈计划”,各有五十多个国家参加观测研究,取得了丰硕的成果,创立了板块大地构造学说,把地球科学推进到新的境界。地球科学不仅是一门基础科学,也是一门重要的应用科学。寻找地下资源,探讨预报灾害性天气、大地震发生和火山爆发等自然灾害,发射人造卫星、航天飞机、宇宙飞船和发展远程导弹、远洋潜艇、空间通讯、遥感遥测等尖端科技,都需要地球料学家们做艰苦的努力,为尖端科技的发展奠定基础和创造条件。任何一门科学的发展都与科学家的辛勤劳动分不开。从地球科学家们的生平事迹可以看到地球科学发展的历史、概貌和成就。从地球科学家们走过的曲折道路和对未来的展望中,可以得到启迪,深受教益。地球科学家们优秀的品质、高尚的情操、严谨的学风和奋发的进取精神,是我们对待工作、学习和生活的榜样。为此我们将陆续介绍部分地球科学家生平事迹的村料,对于从事地球科学工作的朋友们将有所助益。     

PPP在地震数据传输中的应用

地震学是一门观测科学,因此分布在地球上不同地方地震仪所观测、记录的地震数据是地震学这门学科开展研究以及进一步发展的基础.如何迅速有效地把地震数据从台站汇集到数据管理中心,以及高效率地从数据管理中心分流到搞研究的地震学家们的手中,它一直是测震学中一个重要的课题.它关系到地震监测部门快速报出地震的参数用于社会的防震减灾服务,也关系到地震学家们利用地震数据的研究.     

《地球的复杂性与地震物理学》一书评介

该书以美国地球物理学会最近一期 ( 1 2 0号 )“地球物理学专题”的形式而发表 ,由朗德尔、特科特和克莱因 ( J.B.Rundle,D.L .Tur-cotte and W.Klein) 3位教授编辑。他们均是该领域相当活跃的研究人员 ,我多次与他们在“地震物理学”有关的国际会议上相遇 ,因而与他们很熟。该书收录的论文主要是在美国地球物理学联合会有关“地震物理学”的一系列特别会议上发表的 ,共 1 6篇。所谓的地球复杂性科学 ,是将地球内部发生的各种现象看成是关系复杂且相互之间密切相关 ,并在时、空领域不断扩展的过程中而突发的现象。它是一门由统计物理学…     

孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索

通过建立孕震断层中锁固段的临界破坏-断裂力学与其蠕变过程联系,发现每个锁固段断裂点与加速应变能释放起点的累积Benioff应变之比,有着依赖于锁固段个数的指数律关系,指数函数的底数为1.48.在最后一个锁固段破坏以前,每一个锁固段的临界破坏-断裂过程表示一个中等强度或更大震级预震（preshock）的产生过程;在最后一个锁固段破坏之后,主震将发生.通过相当数量地震实例的回溯性预测分析,表明这一指数律能可靠地应用于中等强度预震和主震的预测.该方法能够在地震的中期、短期以及临震预报方面发挥作用.常数1.48很可能是表征中等强度或更大震级的预震和主震产生过程的普适常数.我们还对地震预报研究中某些有争议的问题进行了讨论,从理论和技术层面论证了本方法的适用性.     

SuperDARN: An example of a network approach to geospace science in the twenty-first century

The study of Earth's space environment, or geospace, has made considerable advances in the 50 years since the start of the Space Age, which was coincident with the 1957 International Geophysical Year. Space probes have visited most parts of that environment providing a wealth of in situ and remote-sensing measurements. Equally important in contributing to the advances made over the last 50 years have been the many instruments, which have been distributed on the surface of the Earth. In particular, the development of networks for the specific purpose of studying the dynamics of geospace, energy redistribution within geospace, and fundamental physical processes in plasmas has been hugely successful. Ground-based instruments remotely sense processes and phenomena in geospace and since this volume is large, networks of such instruments are the best way of measuring the global state of geospace and its dynamics. In this paper, I describe ways in which the Super Dual Auroral Radar Network (SuperDARN) has contributed to the success of ground-based networks, concentrating on science results, which have required the network approach so well demonstrated by SuperDARN. Such science includes the remote sensing of the reconnection electric field and its dynamics, the study of processes where asymmetries in the geospace system are induced by the external driving forces, and MHD waves, which play an important role in the transfer of energy and momentum within geospace. In addition, I discuss open science questions, which can be addressed by SuperDARN in the future, in particular in conjunction with current and future space missions as well as other ground-based networks.     

地震预报科学发展需要新思维和新的观测手段

通过对地震预报现状的分析,认为传统的地震预报思路仍是目前经验性地震预报所依托的。但是要想从质上提高地震预报水平,使地震预报水平上一个大的台阶,必须引入新的思维和新的观测手段。新思维常常产生于新的观测结果中和隐含于失败的地震预报教训中。地震科学是一门依赖于观测的科学,新的观测手段和新的研究思路在地震预报的科学发展中将起到重要的或决定性的作用。     

重视预报过程反思提高地震预测水平

对我国地震预测预报工作的地位及目前的地震预测水平进行了简单讨论,着重指出了影响地震预测预报工作进一步深入的一些人为影响因素,并提出在现有科技水平基础上进一步提高经验预测水平的几点建议。     

地动仪研究中的五个地震学基本概念

地动仪的研究涉及历史和科学的统一。古籍文字的主要部分是对测震现象的描述,研究的学术观点和模型尽可不同,但地震学基本概念和原则是需要遵循和坚持的,方能正确把握和解读史料。针对一些专业认识上的误解,本文以地震学的基本概念和学科发展史实为依据作了必要的澄清和纠正,诸如地动仪的反应方向、对地震和非地震的不同反应、陇西地震的量化分析、地震学的实验检验、在地震科学史上的作用等。还对个别的脱离实际却被媒体高调宣传的模型实验,指出了其原则性失误。地动仪研究的重点并不局限于重建一个模型,更要探寻古人如何发现和利用了自然规律,学习和掌握地震学的基本知识。     

云南省防震减灾科普知识小小讲解员比赛的启示

防震减灾科普作品的创作与传播是防震减灾宣传工作的基础与核心。随着防震减灾科普作品的增多,一些共性问题凸显出来,地震科普工作者一直在思考和探索解决的措施。以云南省地震局举办的防震减灾科普知识小小讲解员线上比赛为实践案例,分析人民群众在防震减灾科普作品创作中的作用,获得启示：防震减灾科普作品创作要“从群众中来,到群众中去”,动员和依靠人民群众的力量去创作,在人民群众的实践中创作,为了满足人民群众的地震安全需求、筑牢防震减灾的人民防线而创作。     

体视学:一门关于多维几何结构及图像的边缘和交叉科学

本综述论文首先引入文献中体视学狭义和广义的定义及领域范围,然后举例介绍了(狭义)体视学的用途.狭义地讲,体视学是根据其截面或投影图像获取三维结构定量信息的一门科学;广义地,则可认为体视学覆盖了与多维结构或图像的理解、重建及定量分析有关的原理、方法、软硬件研究、制造及应用等所有内容.不同定义中有一点是共同的,即体视学是一门关于多维几何结构及图像的边缘和交叉科学分支.体视学方法在地球科学中有以下可能的应用:1)辅助监测火山岩浆囊的活动:2)辅助寻找地质上非常稳定的地区以用于特定目的(如埋藏核废料); 3)辅助探测地下矿产资源和能源,由地下地震波速度和衰减参数的三维分布、电磁波衰减参数的三维分布图以圈定成矿带:4)结合三维地电法深测地下古墓葬和地下水的空间分布以及大型桥梁基础软弱带等.由电磁波和电阻率等CT技术得到桥梁地基、地铁隧道(tunnel)附近的精细的三维剖面图像体视学则可望用于根据这些剖面图像进-步定量描述其对应的三维构造,在保证这些建筑物质量时起到重要的作用:5)由地幔温度的三维分布探测地幔热柱和地热区的热容量分布,以决定地热田开发的规模,并能经济合理地决定地熟钻井的位置和深度.由此可见,体视学应用于地球科学是很用前途的.本文最后向读者推荐了-组与体视学有关的书、刊或论文.希望本文对不同学科领域中感兴趣于相关边缘或交叉学科研究与应用的科技工作者有所帮助.     

分形理论在地震学中的应用研究

分形理论是现代非线性科学中一个非常重要的研究领域,它的思想和方法已经渗透到自然科学的各个领域.在过去的二三十年间,分形科学已经有了很大的发展.它在数学、物理学、材料学、地质勘探、股票预测以及计算机和信息科学等各个自然科学领域,都得到了广泛的应用,同时也给地震学的发展注入了巨大的活力.本文首先简要回顾了分形理论的发展历程,然后就其在地震学各领域的应用进行了概括阐述,最后给出了分形理论在地震学中应用前景的展望.     

试论体视学方法在地球科学中的某些应用

本文论述了体视学的科学含义和方法的某些特征。体视学是定量研究人体或生物器官、材料、介质或物体三维组织结构的科学分支：其广泛的含义可以理解为：由天空对象的低维信息和数据,用以获取研究对象的高维（三维或更高）性质或图像特征,包括它们所涉及的定量参数之间的数学关系,并中以应用的一门交叉性科学分支。根据当前科学的发展水平,例举出体视学方法在地球科学中有以下几方面的应用：（１）在监测火山岩浆囊活动中的作用;     

地震科技发展战略之思考

防震减灾事业的长期可持续发展取决于地震科技进步,而制定好地震科技发展规划是推动地震科技进步的重要保障。本文建议了地震科技发展战略制定应考虑的5个原则,提出当前和今后一段时期地震科技发展战略的构想,从11个方面提出了“十一五”地震科技项目建议,同时,对其中地震预报科学实验场的选择提出了原则建议,进而从科学意义与必要性、已具备的条件、科学目标、监测与研究内容和运行机制与模式等5个方面论述了祁连山大震机理与预报科学实验场建设的可行性。