中国南极科学考察概况

本文作者曾亲自参加了中国派出的为期四个多月的第二次南极考察队的考察活动。文章简要地介绍了南极的自然概况、各国对南极的考察情况;较详细地介绍了中国对南极的考察情况,包括对地质、地貌、地球物理、天文、海洋水文、气象、海洋生物和冰川等项目的科学考察以及测绘工作,获得了第一手资料,并取得了一系列可喜成果;还介绍了对南极地区地磁变化和地震活动等的观测研究概况等。     

中国南极科学考察探地雷达海冰探测

环绕着南极大陆陆缘海冰隐伏冰裂缝发育,严重威胁我国南极科考海冰运输的安全.探地雷达可以精确、快速、有效探测海冰层序空间结构、隐伏冰裂缝两翼形态、冰裂缝的分布范围等关键要素.探冰队对拟选东部线路约22 km进行雷达探冰作业,新发现规模较大隐伏冰裂缝5条.评估了中国第30次南极科考队海冰卸货运输路线,为科考船"雪龙"号上大量物资、科考设备和重型装备安全运抵中山站保驾护航.     

南极:藏着无数地球玄机的神奇大陆

<正>"南极硕大无朋的亘古冰盖,如同一座蕴藏着无数历史上大气和气候宝贵信息的图书馆;南极也是最好的研究地球空间的地区;除了大气,南极还是世界上最好的研究宇宙的地方……"这是科学家对于研究南极的科学意义的描述。南极是世界上最寒冷、     

南极首次观测到有感地震

1984年9月16日,在南极圈(南纬66度30分以南)的美国麦克马德基地观测到南极观测史上的首次有感地震。与此同时,该基地所在的罗斯岛的埃里伯斯火山,也从13日开始,持续发生了本世纪最大规模的喷发,而且似乎在山腰部位出现了新的喷火口。罗斯岛由火山喷发开始后一直有震群持续发生,这是迄今为止的观测史上未曾有过的。以上情况是由在美国麦克马德基地进行越冬观测合作研究的日本国立极地研究所教授神沼克伊9月20日发来的专线电报中得知的。神沼也惊叹地认为这是“南极极其异常的现象”。     

地震:从影视到生活 从灾害到工具

<正>在各类地质灾害中,地震破坏性大,预报困难,往往造成重大人员伤亡和财产损失。以地震为题的电影,也不断向人们展示地震的残酷。电影《唐山大地震》中,除了感人至深的方大强一家的坎坷经历之外,震时房屋坍塌,居民伤亡的场景,让很多观众时隔多年仍然历历在目。除了造成房屋倒塌外,地震还可能形成山体崩塌、滑坡、泥石流、砂土液化、水灾等自然灾害和火灾、通讯中断、饮用水源污染、瘟疫,以及工厂毒气、医院细菌、放射性物质导致的污染等社会性灾害,深海区的强烈地震还会引起海啸。     

中国南极长城站地震台数据传输系统构建——记中国第29次南极地震科学考察

在国家海洋局极地考察项目、中国地震局地球物理研究所基本科研业务专项和国家自然科学基金项目的联合资助下,依托中国第29次(2013年度)南极科学考察平台,在中国南极长城站地震台构建了数据传输系统,实现了南极长城站地震台的实时远程监控,并对发生在南极的南设得兰群岛地区的地震事件进行了实时监测。     

基于远震接收函数的南极大陆冰盖厚度研究

冰盖厚度是研究南极冰盖质量、建立冰盖动力学模型的基本参数,对于冰川均衡调整、冰盖物质平衡及全球气候变化研究具有重要意义.基于地震学的远震接收函数和H-Kappa格网搜索方法可以用于地震台站下方冰盖厚度的可靠探测,不仅能与冰雷达获得的冰盖厚度进行独立对比,还可以与冰雷达方法相互补充,进一步填补南极大陆冰盖厚度探测空白区.本文利用布设于南极大陆冰盖上方的流动地震台阵记录到的远震波形数据,基于接收函数方法对台阵下方的冰盖厚度进行了研究.结果显示:基于远震接收函数方法的冰盖厚度与Bedmap2冰厚格网模型相比,二者差别大多在200 m以内;少数台站差值达到600 m左右,这一差别可能与Bedmap2测线分布空区、冰雷达测深不确定性以及冰盖内部复杂波速结构等因素有关.本文研究结果表明:利用南极大陆冰盖上方的流动地震台阵,基于远震接收函数方法可以获得比较可靠的南极冰盖厚度,为独立验证冰雷达的探测结果并弥补冰雷达探测空白区提供了有效方法.同时,部分台站接收函数波形的复杂性可能暗示了南极大陆数千米厚的冰盖内部结构不是均一的,仍然存在比较复杂的内部结构变化.因此,有必要进一步利用包括接收函数波形拟合、地震面波反演等方法对南极大陆冰盖厚度及其内部精细结构进行更为深入的研究.     

医院的减灾:从语言到行动

10多年来 ,泛美卫生组织 ( PAHO)和世界卫生组织 ( WHO)致力于提高对如何减轻甚至避免那些卫生设施易受自然灾害损坏方面的认识。事实上 ,加勒比海和拉丁美洲的医院没有必要因地震或飓风的事情而困扰。然而 ,所发生的经常完全如此。不夸张地说 ,在加勒比海的很多卫生设施都随一个接一个的风暴而“飘”走了。 1 966年在基兹 ( St.Kitts)和尼维斯开业的 JN·法兰西医院已遭过 1 0次飓风的重大破坏。 1 995年的路易斯( L uis)飓风严重地袭击了该医院 ,随后进行了修复 ,但在 1 998年乔治 ( Georges)飓风中JN·法兰西医院的屋顶又一次被摧…     

基于约束三维重力反演的南极大陆地壳密度结构研究

地壳密度是表征其物质组成以及结构特征的一个基本参数,是深入理解构造演化、地球动力学等问题的重要基础.本文利用最新发布的布格重力异常数据,以现有的三维S波速度模型、地表热流以及岩石学数据作为约束条件,采用引入深度加权函数的三维重力反演算法,获取了南极大陆三维精细密度结构模型.研究结果显示,南极大陆地壳尺度范围内密度异常在-0.25~0.20 g·cm^-3之间.大致以南极横断山脉为界,受中生代与新生代多期拉张活动的影响,西南极上地壳密度异常以低值为主,与东南极克拉通的高密度异常呈现明显对比关系.通过对比发现,反演的密度结构与岩石圈强度信息存在较好的相关性.进一步分析西南极裂谷系统的密度结构与岩石圈强度,认为受新生代拉张活动和岩浆活动影响的局部地区除外,热沉降作用很可能使得地壳趋于冷却.此外,西南极的低密度特征延伸到南极横断山脉,结合现有的研究结果认为可能需要多种机制来解释南极横断山脉的隆升过程.

     

史前农业传播:从中国南方到中南半岛

农业的发展与传播是人类历史上最重大的变革之一,史前农业向中南半岛的扩散关系到现今南亚语族的形成,是农业传播领域的重要科学问题.以往大部分研究集中在稻作农业传入东南亚的时间和路线上,而粟作农业没有得到应有的重视.本文梳理了中国和中南半岛128个遗址出土的312个稻(Oryza sativa)、粟(Setaria italica)和黍(Panicum miliaceum)遗存的直接测年数据,发现中南半岛于公元前三千纪后期出现粟作农业,至迟于公元前二千纪后期出现稻作农业.经分析,我们认为中南半岛的早期农业可能有中国西南、两广地区和福建沿海三个来源.史前农业在中国西南地区的传播路线与文献记载的"西南丝绸之路"非常接近,这表明在新石器晚期青藏高原东缘就存在一条文化通道,为后世西南丝绸之路的开通奠定了基础.     

东亚大陆的地震迁移（一）──从西太平洋海沟到中国大陆内部的巨震及火山活动迁移

本研究揭示了一个长达一个多世纪的大震迁移系列──１７世纪到１８世纪初期，大地震从西太平洋海沟到中国大陆内部的横向迁移，历时约１３４年，距离约２６００ｋｍ，速度约为１９ｋｍ／ａ，迁移方向与板块俯冲方向一致，与板块边界走向垂直．迁移有两个分支：一支向西终止于大陆中央经向带（贺兰山－六盘山断裂带），触发了华北历史上最强大的地震活动幕，构成“Ｓ”形迁移迹线，包括４次Ｍ≥８．０地震；另一支向北经过朝鲜半岛，终止于中国黑龙江省北部，触发了长白山和五大莲池的火山喷发活动．迁移的时－空间线性度良好，速度稳定，并逐渐衰减．推测与海沟板块俯冲突然加速引起软流圈物质的扰动有关．     

从单摆到混沌,从孤波到湍流

我们从单摆运动规律入手论述非线性动力学.有关非线性动力学的一些概念如混沌、吸引子、分形、Lyapunov 指数和自组织临界性等都作了讨论,并且评论了混沌和同宿轨道,同宿轨道和孤波,孤波和湍流.湍流和自组织临界性之间的关系.这些为进一步研究非线性动力学提供了线索.     

罗布泊:从游移之湖到资源之海

罗布泊,被称为荒漠中的荒漠。这个昔曰波光粼粼、状若瀚海的湖泊曾是我国第二大咸水湖,自20世纪70年代干涸后成为沙漠,即被世人视为“生命禁区”。它到底经历了哪些沧桑巨变,使得之前牛马成群、绿林环绕、河流清澈的生命绿洲变为如今的不毛之地?而这片传说中的“死亡之海”,又蕴藏了怎样的自然资源,能够展现出焕然生机?     

城市矿产:从废品到“绿金”

<正>目前我国正处于城镇化迅速发展时期,但面临着国内矿产资源不足,难以支撑经济增长的状况,同时我国每年又会产生大量废弃资源。如何走出这种境况成了一大难题。这时,"城市矿产"进入了我们的视野。"城市矿产"是对废弃资源再生利用规模化发展的形象比喻。建立城市矿产示范基地,加强对废弃资源的有效利用,成了我国城镇化的一条出路。2015年6月,随着国家发改委、财政部对江苏戴南科技园区、江西省丰     

南极大陆及其周缘海域重、磁异常特征及区域构造分析

许多国家和组织在南极地区开展了大量的重、磁调查工作,并依据调查成果开展了区域地质构造等相关学科的研究,而中国此方面调查和研究工作很少.本文收集了南极地区最新的重、磁异常数据,首次对其进行了重、磁异常对应分析处理,详细描述了重、磁异常特征及对应分析特征.在此基础上,对区域构造进行了初步分析和解释,指出了东南极克拉通存在东、西深部构造差异,并对几个深大断裂进行了划分,探讨了东南极太古宙陆核的分布,对西南极及其周缘海域岩浆岩分布进行了初步划分.     

然碱:从古代洗衣粉到化工之母

没有洗衣粉的古代,怎么洗衣服?今天,我们洗衣服方式的选择比较多,可以手洗也可以机洗,为了使衣物更加清洁,可以选用洗衣皂、洗衣粉、洗衣液、洗衣珠,甚至还有彩漂液。古人没有这些化工产品,他们怎么洗衣?看过古装剧的我们都熟悉这个画面,一盆一桶一木棍,边洗边用名叫"杵"的木棒敲打,所谓"捣衣"。李白曾在其诗作《子夜吴歌·秋歌》中写道:"长安一片月,万户捣衣声。秋风吹不尽,总是玉关情。"这样洗衣,不仅辛苦而且油污不易去除,衣服还容易坏。那么,古人是如何解决这个问题的呢?     

金沙玉:从顽石到美玉的华丽变身

正俗话说,人不可貌相。金沙玉也是这样。未经处理的金沙玉原石看上去其貌不扬,跟普通顽石差不多。但经抛光打磨后,现出它的本来面目,竟是玲珑剔透、金光闪闪的美玉。这种从石头到美玉的华丽变身,令人大开眼界。     

地球镜:大陆内部探究

近1000年带来了地震学、卫星技术、微电子学、计算技术、油田技术以及通讯和信息技术的飞速发展,这为地球科学家更加精确有效地探测地球提供了新的机遇。为了利用这些技术,地球科学家正在与美国国家科学基金会(NSF)、美国地质调查局(USGS)和美国航空和宇宙航天局(NASA)一道鼓励美国总统和国会资助一个称为地球镜(EarthScope)的计划。地球镜被认为是一套分布式的、多功能的、最新的相关仪器和观测台,它将拓展地球科学的观测能力,并将实时数据带到我们的桌面上。从这些设备得到数据流结合现有的和新的地质数据将会提供史无前例的机遇去…     

从断裂强度到临界点

介绍了临界自组织现象和重整化群方法的基本原理，对地震的自组织临界行为作了较为深入的讨论，并就这一领域中的一些要领和观战发表了作者自己的见解。