控制非洲和北美之间的破裂及古海洋学的脉动构造的最新钻井资料

布莱克-巴哈马(Blake-Bahama)盆地,深海钻井计划(DSDP)534井位的IPOD最新钻井资料给出了与北美大西洋板块边缘破裂有关的扩张中心的漂移的确定年龄。布莱克-斯潘 (Blake-Spur)地磁异常测定的为具有基本的卡洛夫年龄。这种地磁异常记录了标志着现代北大西洋诞生的洋脊扩张中心的漂移,比以前设想的年龄年轻约20Ma。由此可以得出一种推断: 引起北大西洋开裂的扩张中心漂移现在具有的年龄指出延伸扩张中心的漂移在墨西哥湾要结束了。有人认为这可能是同一个事件。另一种推断是:沿北美边缘的侏罗纪外层的磁静带需有很高的扩张速度,这种相对高的扩张速度与磁静带之间的关联同白垩纪中期的相似,同时也暗示了在上地幔控制的板块扩张速度过程和在外核控制的磁场过程之间的一种联系。海洋扩张速度的快和慢与地磁场的宁静和反转都具有60—100Ma的周期。由地幔最低层的热物质流的周期性喷发而形成的脉动构造理论能够解释这种相关性。这些喷出物带着热量离开核幔边界,后来达到软流圈和岩石圈,引起快速扩张。在侏罗纪,这种扩张的脉动明显地导致了北大西洋的洋脊开裂。由快速扩张引起的其它一些脉动的出现与地球各部分的多数洋脊破裂有关,这意味着扩张是一种全球性的过程。被动边缘的破裂也许就是受脉动构造理论所描述的较基本的全球性过程的控制。     

地磁场的漂移运动和强度变化

在修正了Briggs提出的移动变形图案相关分析法基础上,对全球非偶极子磁场以及6个行星尺度磁异常区的漂移特性和强度变化进行了研究.结果表明,在1900-2000年期间,全球非偶极子磁场以0.15°/a的平均速度向西漂移,强度累计增长了29%;6个行星尺度异常区的西漂运动存在明显差异,其中漂移最快的是赤道附近的非洲异常,平均西漂速度为0.26°/a,其次是南半球的澳大利亚异常(0.23°/a),最慢的是欧亚异常(0.09°/a).除西漂外,大多数异常区还有较小的北向漂移.在1940-1955年期间北半球的欧亚、北美和北大西洋3个异常区以及赤道地区的非洲异常几乎同时由西漂或西南漂转为西北向漂移;紧接着,南半球的南大西洋和澳大利亚两个异常区的漂移特征也发生明显变化,主要是漂移明显减慢,而不是漂移方向的转折.在6个异常区中,澳大利亚、南大西洋、非洲和欧亚4个异常区的强度有明显增加,而北美和北大西洋两个异常区的强度则显示了减小的趋势.     

1900-2000年非偶极子磁场的全球变化

根据第７代ＩＧＲＦ模型,计算并绘制了１９００-２０００年（时间间隔为５ａ）非偶极子磁场的全球分布,计算和分析了各个磁异常中心位置和强度的变化,东亚正磁异常、大洋洲负磁异常、南大西洋正磁异常、非洲负磁异常和北美洲正磁异常是分布范围广、异常强度大的５个磁异常。南大西洋正磁异常是强度最大的磁异常。在２０世纪９０年代以前,东亚正磁异常的强度位居第２位,９０年代以后,非洲负磁异常的强度（绝对值）超过东亚正磁异常,成为第２大磁异常。磁异常强度增长最快的是非洲负磁异常、南大西洋正磁异常和大洋洲负磁异常。南大西洋正磁异常和非洲负磁异常是磁异常中心位置变化最快的两个磁异常。     

马兰黄土剩磁不存在显著Lock-in效应: 来自Laschamp地磁漂移的证据

中国黄土-古土壤序列的年代框架主要是基于磁性地层所建立的. 然而, 黄土剩磁是否存在显著的lock-in效应, 目前仍存在很大争议. 通过比较黄土高原洛川剖面记录的地磁异常和大西洋Heinrich冰筏事件在马兰黄土地层中的位置, 揭示了Laschamp地磁漂移被记录在两次寒冷事件(距今~39 ka的H4及~48 ka的H5)之间, 估算的Laschamp地磁漂移相应的年代大约为41.7~43.7 ka, 与该地磁事件的年龄(大约40~41 ka)相近. 这说明, 马兰黄土的剩磁不存在显著的Lock-in效应.     

大陆漂移学说的证实(简讯)

据美国《华顿盛邮报》1984年5月21日报道,美国航天航空局(NASA)的科学家们通过5年的观测,占有了大量观测资料,结果已能证实地球上大陆正在移动的事实。各大陆缓慢的漂移百年以前就为大家所承认。但获得仪器测量资料这还是第一次。NASA 地形变计划工作组使用设置在十几个国家的激光仪和射电望远镜进行测量的结果证明:①大西洋每年扩张     

秋季北极海冰与欧亚冬季气温在年代际和年际尺度上的不同联系

北极海冰的急剧消融在近年来欧亚大陆频发的低温事件中扮演着关键角色.秋季北极海冰的偏少对应着冬季欧亚大陆的低温天气,然而二者的联系在年代际和年际两种时间尺度上存在显著区别.本文运用1979—2012年哈德莱中心第一套海冰覆盖率(HadISST1)、欧洲中心(ERA_Interim)的2m温度、风场、海平面气压场、高度场等资料,分别研究了年代际和年际时间尺度上前期秋季北极海冰与欧亚冬季气温的联系.结果表明,欧亚和北极地区(0°—160°E,15°N—90°N)的冬季气温具有显著的年代际和年际变化.在年代际尺度上,温度异常分布在21世纪初由北极冷-大陆暖转为北极暖-大陆冷.这一年代际转折与前期秋季整个北极地区的海冰年代际减少联系密切.秋季北极全区海冰年代际偏少对应冬季欧亚大陆中高纬地区的高压异常,有利于北大西洋的暖湿气流北上和北极的冷空气南侵,造成北极暖-大陆冷的温度分布;在年际时间尺度上,温度异常分布主要由第一模态的年际变化部分和第二模态组成,且第一模态包含的年际变率信号也存在显著的年代际变化.年际尺度上全区北极海冰对欧亚冬季气温的影响远不及位于北冰洋西南边缘的巴伦支海、喀拉海和拉普捷夫海西部(30°E—120°E,75°N—85°N)的关键区海冰影响显著.关键区内海冰的偏少会引发冬季的北大西洋涛动负位相,导致北大西洋吹往欧亚大陆的暖湿气流减弱和欧亚大陆中高纬地区的气温偏低.     

1980-2010地磁场的变化

利用第11代IGRF模型,研究了1980-2010年期间的地球主磁场的变化特性,其中包括偶极子磁场、非偶极子磁场、西向漂移和非偶极磁场强度.结果显示1980-2010年30年期间,非偶极子磁场异常中,南大西洋正磁异常、非洲负磁异常、大洋洲负磁异常、北美正磁异常区域西漂现象任然存在,而东亚正磁异常区域具有一定的东向漂移趋势.异常区除了存在西漂之外,其强度也在不断变化的,2010年南大西洋正磁异常Z分量大小相比1900年增加了41.2%,1980年以来以73.8 nT/yr的速度增长,相比上个世纪速度在增加.非洲负磁异常增加了59.4%,1980年以来以48.0 nT/yr的速度增长.这个增长速度低于上个世纪平均增长速度(64.9 nT/yr).东亚正磁异常增加了21.6%,近三十年以11.67 nT/yr的速度增加.大洋洲负磁异常110年增加了58%,并且现在还以41.3 nT/yr的速度增长.而北美正磁异常减少了40.7%,并且有减弱的越来越快的趋势,110年来平均减小的速度为30.2 nT/yr,而近三十年以49.46 nT/yr的速度减弱.     

DEMETER卫星观测的超低频电场扰动 预处理方法及震例应用分析

基于法国DEMETER卫星观测的超低频(ULF)电场波形, 本文提出了更简单易实施的ULF电场扰动预处理方法. 利用该方法, 对文献中已报道的2010年2月27日智利M_S8.8地震前的ULF电场扰动进行了更全面的分析. 结果表明: 已报道的20°S—40°S地磁纬度带内的ULF电场扰动并非仅出现在最靠近震中的半轨道, 而是出现在较大的经度范围内. 大范围ULF电场扰动的区域正好位于南大西洋异常区, 很可能受到该区域异常磁场的影响. 南大西洋异常中心区域的ULF电场扰动表现出共轭特征, 即在南北地磁纬度20°—40°范围内ULF电场均出现约5 mV/m的扰动, 北纬地区的ULF电场扰动幅度相比南纬地区更小. 而在南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动则仅在20°S—40°S地磁纬度带内出现, 在其共轭区并未观测到ULF电场扰动. 这可能是由于南大西洋异常中心区域外的ULF电场扰动幅度比中心区域更小所致, 在电离层中由于碰撞效应更易被衰减, 因此ULF电场扰动无法传播至其共轭区. 本文的方法和结果可为后续更全面地分析卫星在电离层高度记录的ULF电场扰动提供参考.      

非洲磁异常对地磁场结构及其长期变化的控制作用

地球非偶极磁场在主磁场结构及其长期变化中起着重要作用.非偶极磁场主要表现为行星尺度磁异常,它们是南大西洋磁异常、非洲磁异常、欧亚大陆磁异常、澳洲磁异常和北美磁异常.在这5块磁异常中,非洲磁异常对磁赤道的形状和位置以及全球长期变化特征有极大的影响.非洲磁异常的重要性主要表现在3方面：第一,由于异常区位于赤道这一特殊的地理位置,所以它极大地影响磁赤道的形状和位置.相对于偶极场的地磁赤道而言,异常区所在的中北非洲和中大西洋地区的磁赤道向北移动,最大移动量可达约15°.第二,非洲磁异常的快速西漂对全球长期变化的分布起着决定性作用,它在该异常区西边的中美洲形成了全球最主要的长期变化区,在1900~2005年期间,最大年变率Z_max超过200 nT/a.第三,非洲负磁异常区与其南面的南大西洋正磁异常区相结合,〖HJ〗它们的变化使西半球地磁场强度大大减弱,也使全球磁场发生显著畸变.这两块磁异常与深部的反极性斑区有着成因联系.     

南大西洋洋中脊板块构造运动过程:古地磁的约束

海底磁异常的形态与洋中脊两侧板块的微运动或变形密切相关.因此,这方面的研究可为确定板块运动的演化历史、小尺度的动力学过程以及洋中脊分段的机制等提供重要约束.本文对南大西洋一段洋中脊(31°S—34.5°S)两侧的磁异常的偏度进行了系统研究.结果表明研究区域内扩张方向并不总是垂直于洋中脊走向,并且研究区域不同剖面的扩张方向也不一致,具体表现为从北向南,平均扩张方向逐渐增加,依次为33.6°±5.3°、62.8°±13.0°以及94.3°±8.0°.这表明洋中脊的倾斜扩张机制具有复杂性,初步解释应该与转换断层的剪切应力增加有关.深部辉长岩层倾斜和扩张速率不对称性对海底磁异常偏度的影响值得深入研究.另外,由北向南确定的欧拉极向东移动,表明洋中脊两侧的板块在6.5 Ma期间存在剧烈形变.     

关于板内地震与板间地震关系的研究概况综述

二十世纪六十年代以后兴起了固体地球物理学的崭新分支——板块构造学(plate tec-tonics)和板块运动学(Plate kinematics)。地学方面的这一新发展受到国内外科学界的重视,被誉为地学中的“革命”和“突破”。这一发展的来源在于对古地磁的研究、地震定位的精确化、深海钻探、和对海底及其地球物理场的大规模实地探测。海底扩张概念的提出标志着人们是从对海底的研究开始认识这     

1900—2010年地磁场水平分量梯度的全球变化

本文根据最新的国际地磁参考场模型(IGRF11),结合梯度法分析能够很好的表现细微变化部分特征的优点,计算和绘制了1900—2010年期间间隔5年的全球地磁场水平分量H的水平梯度和垂直梯度,分析其时空分布,各磁异常中心位置和强度的变化规律。结果表明,地磁场的各个异常中心位置在水平方向和垂直方向上都有变化,主要以西漂为主,南大西洋正磁异常区水平分量梯度异常中心点强度值变化最大。     

三大洋对2020年6月长江流域破纪录强降水的影响

2020年6月长江流域的降水量破了1979年以来的纪录.研究表明三个大洋(太平洋、印度洋和大西洋)都有贡献,但是大西洋起到主导作用.三大洋的海温异常可以影响两个区域的相对涡度异常:一个是位于华北地区的200-hPa相对涡度(华北涡度)负异常,另一个是位于南海的850-hPa相对涡度(南海涡度)负异常.长江流域的降水异常主要受到华北涡度相关的大气过程控制. 5月西北大西洋的海温正异常可以引起6月中纬度北大西洋的位势高度正异常,进而通过横跨欧亚大陆的大气波列影响华北涡度,从而造成长江流域的降水正异常.而印度洋和热带北大西洋,作为前一年冬季太平洋El Ni?o事件的电容器,可以引起南海涡度负异常(反气旋性环流异常),通过进一步加强水汽输送增强长江流域的降水.本研究表明5月西北大西洋海温是6月长江流域降水很好的预测因子,并且强调三大洋海温对中国极端天气和气候事件的重要作用.     

2008年和2012年冬季欧洲气候的差异及成因

2008年冬季（1月和2月）和2012年冬季均发生了较强的拉尼娜事件,但欧洲气候,尤其是西欧在这两年差异较大,2008年异常偏暖,而2012年却出现了极寒事件.诊断表明,大气环流异常是造成气候差异的直接原因.2008年冬季,北大西洋上空大气环流异常呈正位相的北大西洋涛动,有利于欧洲异常偏暖;2012年冬季,北大西洋和欧亚高纬阻塞的长期维持是西欧发生极端严寒的重要原因.通过数值试验,研究了前期海表热状况异常对大气的影响.结果表明：北大西洋海温异常能在一定程度上解释这两年欧洲各自的气候异常;尽管热带海温异常对2012年冬季的北大西洋环流形势和欧洲气候异常起一定的贡献,但不能解释2008年的情形;靠近欧洲的北极海冰异常偏少使得欧洲气候偏冷,对2008年的偏暖气候贡献为负,对2012年则有正贡献.     

1900—2010年地磁场水平分量梯度的全球变化

本文根据最新的国际地磁参考场模型（IGRF11）,结合梯度法分析能够很好的表现细微变化部分特征的优点,计算和绘制了1900—2010年期间间隔5年的全球地磁场水平分量H的水平梯度和垂直梯度,分析其时空分布,各磁异常中心位置和强度的变化规律。结果表明,地磁场的各个异常中心位置在水平方向和垂直方向上都有变化,主要以西漂为主,南大西洋正磁异常区水平分量梯度异常中心点强度值变化最大。     

行星尺度地磁异常的长期变化

为了综合反映地球表面行星尺度磁异常的展布面积、磁场极值以及磁场分布特征等多种因素及其与磁能的关系，本文用穿过各异常区的“无符号磁通量”为特征参数来表征磁异常区强度.用第八代国际参考地磁场模型(IGRF)，分析了1900年到2000年全球最大的5个磁异常区的长期变化，结果表明，在一百年中，南大西洋(SAT)、大洋洲(AUS)和非洲(AF)3个异常区的磁通量均增加了200MWb以上，欧亚异常(EA)磁通量增加幅度稍小(157MWb)，上述4个异常区磁通量增幅为30%-60%，而北美异常(NAM)的磁通量则减小了50MWb.各异常区面积虽有变化，但最大变化仅为%左右.对磁异常区的西向漂移研究表明，地球表面和核幔界面的西漂明显存在差异：地表磁场有持续而稳定的西向漂移，全球平均西漂速度为0.2°/a；但核幔界面磁场的西向漂移速度要小得多，最大不超过0.1°/a.形成这种差异的原因可能是组成地磁场的不同球谐分量有不同的漂移速度；地表磁场的西漂主要决定于占优势的低阶分量，而核幔界面的西漂则受到高阶分量的重大影响.本文指出，在把地表西漂值用作地核磁流体运动速度的典型值时必须十分谨慎.     

洋脊附近深海丘陵地貌的全球和区域随机分析

本文给出了洋脊附近深海丘陵地貌的全球和区域随机分析结果.该分析包括利用Sea Beam资料估计达到4阶的随机参数.这些参数提供了深海丘陵的重要定量物理信息,包括它们的均方根高度、方位定向、特征宽度、形态比、Hausdorff维数、偏斜度、倾角和峰度.全球数据库由64条Sea Beam条带组成,这些条带靠近东太平洋隆起、大西洋中脊和印度洋中心脊的里韦拉、科科斯和纳斯卡扩张区,一种分析形式是将扩张速率集合中的参数平均,每个扩张速率子集至少在一种形态中能从其它子集中被唯一地分拼出来.最慢的扩张速率子集(大西洋中脊数据)呈现出深海丘陵的最大尺度(均方根高度及特征宽度和长度),当扩张速军增至快扩张速率值(太平洋一科科斯),且从快扩张速率向更快扩张速率(太平洋一纳斯卡)增加时.这些参数普遍降低.这表明扩张速生和深海丘陵地貌相互关系的某种复杂性.对于快扩张速率数据子集.平面视形态比几乎是其它任何子集的两倍大,但对更快扩张速率数据子集,平面视形态比却最小.断裂大小基本上与所有扩张速率子集相同.对于慢和中等扩张速率数据,垂直偏斜度为正.表明峰比谷要大;而对于快扩张速率数据,垂直偏斜度为负,表明谷比峰要大.峰态,即峰度每处都比3的高斯值大,而且大西洋的比太平洋的趋势更大.倾角参数提供了实质性证据,表明中等和快扩张速率数据中向内的坡度较陡.但在慢扩张速率数据中,该参数仅为边缘证据.参数相关分析发现,子集特性有时不同于整个数据库,尤其在全球数据库中,当对均方根高度投影,特征宽度呈分辨较好的正趋势时,这些参数在大西洋中脊为渐变较好的正趋势,而在太平洋一科科斯为负趋势.另外,当全球数据库的平面视形态比与均方根高度普遍不相关时,太平洋一科科斯数据库的平面视形态比与均方根高度却为负相关.这些结果强调了与全球数据库其余有关的太平洋数据的强烈独特性.太平洋一科科斯数据由27条集中于锡墓尔罗斯和奥罗斯科断裂带之间的条带组成.这些数据较好地覆盖了深海丘陵.该范围为成图完善和研究较好的区域;并且形成了洋脊地貌和随机深海丘陵参数之间相关分析区域的基础.该分析发现深海丘陵参数与相都洋脊轴高度相关,表明可能相对岩浆供给丰度控制洋脊轴深度的,也许对深度丘陵形成有重大影响.     

测井技术的应用及其在科学钻探研究中的意义

测井技术是从上世纪20年代发展起来,60年代渐趋成熟,现已被广泛应用于油田、煤田等地质勘探工作中.上世纪开始的DSDP(深海钻探)、ODP(大洋钻探)I、CDP(国际大陆科学钻探计划)、KTB(德国的大陆科学钻探计划)等项目采用测井曲线研究古环境、古气候,确定地层性质等方面取得了进展,极大的拓展了地球物理测井在地质上的应用范围,使测井技术由油气、煤炭测井的地层分析上升到测井地质的成因研究,也渗透到提取古气候信息的领域上.我们在柴达木盆地盐湖科学钻探工程中也采用了测井技术,旨在通过与岩芯多指标对比分析,探索应用其指示意义测井技术在石油、盐类资源普查及古环境研究中.     

大西洋经向翻转环流的演变特征及其对北半球地表气温的热动力影响

综合现代观测、历史代用资料和气候模式模拟,本文综述了大西洋经向翻转环流(AMOC)的过去、现在和未来的演变特征,以及AMOC对区域和半球尺度地表气温(SAT)的影响.代用资料重建结果表明, AMOC从19世纪末开始减弱, 20世纪整体减弱,但信度较低.直接观测结果显示, 2004～2016年间AMOC减弱,但无法区分出其年代际变化和长期趋势.气候模式预测可知,若温室气体排放持续增加, AMOC未来将会减弱,但在2100年前不会出现突然的崩溃. AMOC的热力作用表现为,强AMOC导致北大西洋海表面热通量释放和经向热输送增强,造成半球尺度SAT增加,千年尺度的气候冷(暖)期对应AMOC减弱(增强).强AMOC的经向热输送能够影响北极增暖,并通过北极海冰和AMOC之间的互反馈作用影响区域SAT异常和极端温度.在动力方面,强AMOC调制源自北大西洋沿北半球中高纬度地区传播的罗斯贝波活动,引起乌拉尔和西伯利亚地区的环流异常变率增加,对欧亚大陆中高纬地区极端冷、暖事件发生频率均有显著影响.此外, AMOC也可以通过对行星尺度环流的动力调整影响区域和全球地表气温异常.多年代际AMOC变率与大西洋多...     

南海西北次海盆的磁条带重追踪及洋中脊分段性

由于缺少有效钻孔资料,对于南海扩张的时间一直存在较大的疑问.在南海三大海盆中,西北次海盆面积最小、磁条带特征不明显,因此对其扩张年代的争议最大.最新采集的高密度(小于10 km测线间距)船测地磁资料清晰地显示了西北次海盆磁条带的存在.在OBS和多道地震资料的约束下,利用船测地磁资料,本文对西北次海盆的地壳年龄进行了重追踪.根据定量的比较,西北次海盆的主体扩张始于35.8 Ma(C16n,2n),在34.7 Ma(C15)时其西南部开始扩张,扩张最终同时终止于33.2 Ma(C13n),整体的全扩张速率在40~50 mm/a之间.这表明南海的扩张可能首先起源于西北次海盆,在其结束扩张后,东部次海盆才开始打开(约30 Ma).得益于数据精度和密度的提高,利用化极后的磁力异常以及反演的磁化强度可以对西北次海盆进行二级中脊段的划分.我们共划分出六个中脊段和一个明确的转换断层.中脊的分段性与OBS反演的地壳厚度的变化相一致.转换断层东侧,中脊主体分为四个中脊段,每个中脊段长度均在30 km左右.转换断层西侧,存在一个长约50 km的中脊段和一个不确切的中脊段.中脊段上磁化强度的变化幅值和中脊段长度在整体上成正比.每个中脊段中央的磁化强度弱于中脊段两端的磁化强度,这与扩张速率相近的大西洋中脊的磁化强度特征一致.