各向异性地球物理与矢量场

地球介质电阻率、极化率、速度和品质因子等物理性质的各向异性是广泛存在且被证明不可忽视的,因此,在地震学和固体地球电磁场研究中,各向异性问题的讨论由来已久,且是最近十多年来的前沿领域与热点.最近几年随着信息技术的快速发展,以及地球物理从一维到二维、三维和不同高度的矢量、立体张量观测技术的发展,使得研究更复杂的各向异性介质及地球物理响应矢量数据的发掘和应用成为可能,从而给现有的地球物理理论、方法和技术带来了严峻的挑战.尤其信息科学领域云计算技术和大数据研究与应用的蓬勃兴起,大量地球物理观测数据的利用和共享成为一种发展趋势.第567次香山科学会议"各向异性地球物理与矢量场技术"旨在通过对国内外各向异性地球物理和矢量场前沿研究的介绍、分析,会同后续云计算、地震学与矢量地球物理场观测仪器与技术3篇专业文章的详细展开,发掘、总结各向异性理论方法与矢量场研究中急需解决的关键科学和技术问题,以促进基础性、共性问题的攻关与探索.     

单分子科学的机遇与挑战

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.     

航天飞机雷达SIR-C对西昆仑山新生代火山的探测

成像雷达遥感是90年代的前沿对地观测技术之一.SAR(Synthetic aperture radar)侧向发射电磁波,对地表粗糙度十分敏感,可以较大程度地突出地形信息和精细刻划地物的细节,使其对火山的探测极为有利.近年来,利用机、星载成像雷达遥感技术对地球及     

解析数论在中国

解析数论的研究是我国卓有成效的一个研究领域,本期王元同志著文介绍了这方面的情况。此文读后深感优秀人才在推动科学事业(其实各行各业也都如此)上的重大作用.解析数论在我国的成就是和华罗庚教授本人的高深的数学造诣和辛勤的工作分不开的.一位大科学家的出现不仅将极大地促进科学水平的提高或开创一个新的科学领域,而且还将树新一代的学风,育新一代的人才,创新一代的学派,意义和作用是重大的.因此如何克服怕人才冒尖的平均主义思想,努力发掘和培养我国年青一代的出类拔萃的科学人才以适应四化建设所需,确是当务之急.     

我国的数字化天顶望远镜样机

经典的光学天体测量技术观测得到的是地方铅垂线在恒星背景上的指向,它受重力场变化的影响,因而可用于垂线变化的测量和研究.这对天文学和地球科学的交叉研究领域具有特殊的意义,非甚长基线干涉测量(VLBI)、激光测距(SLR)等技术所能取代.经典光学的天体测量技术的最大缺陷是观测效率低、多数仪器的自动化程度低、需要的人力较多、有的目视观测的仪器还有观测者的误差,难以降低随机观测误差的影响.为此,我们利用CCD等相关新技术、新器件,研制成功了口镜为20 cm的数字化天顶望远镜样机(digital zenith telescope DZT-1).试观测表明,DZT-1做到高效率,每晚可观测上万个星次,这对抑制随机观测误差的影响,提高观测精度起到很明显的作用.同时DZT-1自动化程度高,甚至可通过遥控实现无人值守观测.同时因其小型化和易于移动,便于垂线偏差的流动测量,适于在地学领域及天文领域推广应用.     

南海深海环流研究进展

深海科学是全球气候变化研究的重要组成部分,孕育着科学上的重大突破和发现,是海洋科学研究的重要领域.近些年来,随着我国对深海科学研究的逐步深入,南海深海环流研究越来越引起海洋科学家的关注,并已取得若干研究成果.本文将从南海深海环流观测出发,首先总结近年来南海深海环流观测方面研究工作,然后介绍南海深海环流未来研究初步设想.     

黄金眼:詹姆斯·韦布空间望远镜

詹姆斯·韦布空间望远镜(简称韦布望远镜)于2021年12月25日顺利升空.这台6.5 m口径望远镜是人类有史以来建造的最强大、最复杂的天文设备.尽管曾面临前所未有的技术挑战并导致发射日期一再推迟,但它目前已成功部署到遥远的日-地-拉格朗日-2轨道上,预计使用寿命可达10年以上.韦布望远镜的红外观测灵敏度大约是哈勃空间望远镜的100倍,其卓越的成像和光谱能力将为天文学多个领域带来重要突破.例如,它将首次探测来自宇宙大爆炸后年轻恒星和星系的第一束光,研究星系在宇宙学时标上的形成和演化,观测形成中的恒星-行星系统,寻找太阳系外行星存在生命的证据,等等.本文回顾了韦布望远镜的历史、发展和特点,介绍了有关的科学计划和前期科学观测项目,并展望了与其他望远镜联合观测的前景.     

巧打手机防辐射

手机辐射对人体的影响尚在不断地观察与研究之中,目前尚未有全面的、科学的结论.当前国际上普遍采用的标准是SAR值,它指的是人体单位质量吸收的射频功率.     

从生物大数据到知识大发现:十年进展与未来展望

生物和医疗大数据的快速大量积累是当今生命科学领域的一个重要特征,但从这些大数据能否获得关于生命现象规律的重大知识发现,是人们更关心的关键问题,也是2005年Science杂志展望的125个最具挑战性问题之一.本文从新一代DNA测序技术发展以及医学遗传学、合成生物学、精准医学、微生物组学等几个方面,回顾了近十年来生物大数据的重要发展和已经由此带来的科学进步,并对未来的发展方向进行了展望.     

荧光共振能量转移技术在生命科学和超分子科学中的应用研究进展

荧光共振能量转移技术(FRET)自发现以来在化学、生物以及其他领域获得了广泛的应用,随着性能优异的新的荧光活性能量给体与受体对的不断发现,FRET技术还在不断发展,应用领域在不断拓展.本文围绕常用的和近年发展起来的给体一受体对,介绍了FRET技术及其在生命科学和超分子科学中的应用研究现状,展望了FRET技术未来的发展趋势.     

从海底观察地球——地球系统的第三个观测平台

随着新世纪的到来,海洋科学界正着手建设海底观测系统的网络,以探测和理解大洋系统的物理、化学、生物和地质等过程。这是继地面/洋面和空间之后,观测地球系统的第三个平台。从海底进行连续的实时观测,将使得人类可以长期“呆”在海里,从而改变人类与海洋的关系。同时,这第三平台还将提供窗口,窥测地球的内部过程。     

新十年科学大洋钻探——照亮地球的过去、现在和未来

新十年国际大洋发现计划(2013-2023)以探索深部了解整个地球系统为目标,围绕气候与海洋环境、深部生物圈、地球内部与表层连接、灾害与观测等四大科学主题,预测未来,预警灾害,提出了14个前沿科学问题。继板块构造学说掀起地球科学领域的一场革命之后,科学大洋钻探将触发地球科学领域新的革命。     

深部碳循环：来自火成碳酸岩的启示

全球碳循环研究对于理解现今及未来大气圈CO2浓度及其变化趋势至关重要。传统的碳循环研究多侧重于探讨碳元素在大气圈、水圈、生物圈等地球表层之间的循环过程,基本不讨论地球内部圈层碳元素地球化学的行为与循环,现在发现传统的研究方式已很难深刻认识大气圈CO2浓度变化的规律。探讨地球内部与表层碳元素双向交换过程的深部碳循环研究应运而生,成为当前全球碳循环研究的主要方向。火成碳酸岩主要由碳酸盐矿物所组成,是地球内部碳元素含量最高的岩石,因而成为深部碳循环研究的主要对象之一。当前的研究发现,相当一部分火成碳酸岩中的碳来自大气圈的CO2,是再循环的碳。地表附近消耗大气CO2所新生成的沉积碳酸盐岩借助板块深俯冲作用被带入地球内部,在（超）高温和含水条件下发生部分熔融作用,形成碳酸岩浆,后者再上侵形成火成碳酸岩,或者直接喷发至地表,碳元素又重返地球表层。因此,地球内部的构造运动主导碳元素在地球表层与内部的循环过程,进而控制大气圈CO2浓度长周期变化的趋势。     

寻找另一个地球

太阳和绕它公转的地球等行星体构成太阳系。在太阳系的成员中,只有地球处于适宜的宇宙环境,孕育了生命,万物繁衍,生机勃勃,智慧文明在迅猛发展。太阳是一颗普通恒星。在太阳系之外,是否还存在着环绕其它恒星的行星系?是否还有存在生命、乃至高度文明的行星世界呢?这是我们人类很早就思索的问题。近年来,随着高新科技的进步,搜寻太阳系之外的行星取得了重大进展,寻找到另一个地球也是前景越来越好的。     

地球内部的3He是原始起源吗？

³He的来源至今被地球学家解释为在46亿年前地球形成时贮存在地球内部的,即原始起源。但是这原始起源学说在解释有的地学问题已受到了挑战,例如：①有的金刚石中的反常高的³He/⁴He 比值;②大洋中脊玄武岩（MORB）和洋中脊的热液气孔喷出的热流的³He/⁴He比值具有近似恒定的峰状分布。作者最近对火山湖水中氚的垂直分布进行了新的研究,发现火山口形成的土耳其Nemrut湖和德国Laacher湖底部同时注入有来自地幔的氚（³H）和³He。这二者都是核聚变（d-d反应）的产物。氚的半衰期为12.4年,地球形成时的氚早已不存在。地球深处由已知常规核反应生产的氚含量小于0.01TU (1TU相当³H/H=10^-18),处于探测限以下。地球深处释放的氚表明其可能来源于核聚变。作者认为产生³H和³He的核聚变可能发生在地幔和地核的交界处的高温高压下富集氢的介质。由此推论：地球深处的³He并非一定是“原始起源”。     

全球岩石圈板块为什么会运移?

全球岩石圈板块运移的动力学机制,长期以来始终是一个议而不决的难题。地质演化历史的大量信息都埋藏在岩石圈内部,很少出露地表。然而,近2亿年来的地质信息出露比较多,资料也比较可靠,学者可对此问题进行探讨。根据全球中、新生代7次板块运动模式的变化,可以认为岩石圈板块的运动是由巨大的陨石撞击地球表层诱发的,而不是如流传很广的"地幔传送带模式"假说所认为的那样产生的。每隔3 300万年左右,地球都会随太阳系一起穿越一次星际物质较密集的银道面,引起引力场的巨变。引力场的改变使一些小行星改变其原来的运行轨道,从而导致地球表层受到来自陨石的不同角度的撞击,诱发地球岩石圈板块运动方向或模式的改变。     

嫦娥二号的初步成果

嫦娥二号承担着试验直接奔月的新轨道,试验验证月面软着陆相关的关键技术的使命。嫦娥二号绘制了全月球7 m 分辨率的影像图和嫦娥三号着陆区虹湾分辨率为1 m 的高清图像,圆满完成各项科学探测任务。嫦娥二号在日地拉格朗日L2 点监测太阳活动,在距离地球700 万km处与4179 “战神”号小行星最近距离小于1 km的交会探测,拍摄到分辨率10 m的小行星形状、大小与表面结构的高清图像。当前嫦娥二号已经远离地球6 500 万km,成为绕太阳运行的人造小天体。     

大地地磁测探——探测地球深部电性和物质状态的一种有效手段

作者全面综述了一种极具发展前景的探测地球深部结构和物质状态的手段,它是以天然大地电磁场为场源,以地球电磁感应效应为基础,可以面对多方面应用需求的一种方法,即大地电磁测深。介绍了地球电磁场的特征和方法的基本原理,随后评述了大地电磁测深提出以来几项突破性的进展。最后给出了大地电磁测深的几方面标志性应用。     

谈高层建筑的沉降观测

根据笔者在高层建筑施工过程中沉降观测的应用，对高层建筑施工过程中沉降观测的工作进行了论述。