问与答

？问:《大自然探索》一些关于古生物文章里常会提到地质年代,什么是地质年代？地球的年龄至少已有46亿年,在漫长的地球演化历史中,地壳经历了种种“地质事件”,如地壳运动、火山爆发、岩浆活动、海陆变迁等等,这些“地质事件”均在地壳中保留下来。科学家通过对地质年代的划分来研究地球演化、了解各处地层所经历的时间和变化。因此地质年代就是各种地质事件发生的时代。     

拉萨河流域典型区域保护、修复、治理技术示范体系

正青藏高原是世界屋脊、亚洲水塔,是地球第三极,是我国重要的生态安全屏障[1],是地球上最独特的地质-地理-生态单元,是开展地球与生命演化、圈层相互作用及人地关系研究的天然实验室[2].近50年,青藏高原自然与社会环境发生了剧烈变化,气候变暖幅度约是同期全球平均值的2倍[3],是全球变暖背景下环境变化不确定性最大的地区;     

化石踪迹话沧桑——从地层古生物资料论青藏高原的隆起

号称“世界屋脊”的青藏高原,面积约230万平方公里,平均海拔4000米以上,是地球上最高、最大的高原。青藏高原的隆起被称为新生代以来发生在亚洲的最大的地质事件。它的隆起对我国西部、亚洲中部、甚至整个北半球的自然界产生巨大的影响。青藏高原为什么会这样强烈地隆起?什么时候开始隆起?隆起的幅度和速度如何?隆起以后对自然界和人类活动有什么影响?这是地学理论研究中举世瞩目的重大课题。     

地壳应力场的探讨

推动地壳构造运动及地震活动的动力问题是地球科学和地震预报的重要课题,有不少人在这方面做过工作,提出了各种动力学说,但仍然存在不同程度的问题.比如转速变化学说虽然能解释许多地质现象,但它在地球内可能引起的应力量级是很小的,不足以引起地壳运动.实际上,转动的地球在地心引力和旋转离心力作用下存在着一个基本的应力场.本文基于一个物理模式对存在地壳内的一种基本应力场进行了分析.文中统一用“地壳”来称呼地球     

西藏高原的地震活动

西藏高原是青藏高原的主要组成部分,它是当今世界上最高最年青的高原,也是我国最强烈的地震活动区之一。研究地震活动可以为地震预报,烈度区划等提供可靠的基础资料。对西藏高原地震活动的探讨,也是青藏高原地球动力学研究的一个窗口。     

青藏高原隆升对新生代全球气候变化的影响

青藏高原雄踞亚洲大陆中部,总面积２５０×１０４ｋｍ２,平均海拔４５００ｍ,有“世界屋脊”和“地球第三极”之称。青藏高原隆升是新生代地球地质历史上最重大的事件之一。伴随着距今５０Ｍａ以来青藏高原形成和隆升的历史,不仅改变了高原自身的环境,而且对亚洲甚至...     

青藏高原向东挤出与向北扩展——高原隆升深部过程之探讨

青藏高原下方的软弱物质在印度-欧亚大陆的汇聚挤压作用下,从增厚、抬升的高原中部向东部逃逸挤出.本文基于一条宽频地震密集台站剖面观测给出的青藏高原-秦岭构造转换带地壳和上地幔顶部结构断面,结合前人的地质和地球物理学研究成果,探讨了青藏高原物质向东的挤出,揭示秦岭作为一个可能的通道,将如何协调青藏高原物质的挤出,进而探讨上述地球动力学过程如何影响高原东缘的隆升和扩展,并对比了青藏高原东缘和北缘的地壳变形增厚机制以及地幔岩石圈行为模式之差异.研究结果揭示了,受区域大型断裂带控制的中下地壳软弱物质挤出和由软流圈地幔流触发的岩石圈底部拆沉导致的重力均衡,可能同时在青藏高原东缘下方发生,断裂和块体控制的壳内软弱物质挤出可能是青藏高原东缘边界带上大地震发生的一个重要深部孕震机制.上述两个机制的共同作用导致了青藏高原东缘与秦岭以及四川盆地构造转换带区域的高原隆升和扩展.青藏高原东缘物质挤出的深部过程与处于青藏高原北缘的青藏高原-阿拉善构造转换带区域的高原向北扩展之深部机制存在差异,而造成高原北缘与东缘差异隆升模式的根本动力学原因,可能是从青藏高原中东部(青藏高原内部)到高原北缘岩石圈性质的横向变化.     

地球物理研究与古地球动力学

地质学家们常用的概念,诸如漂移着的岩石圈扳块、洋底扩张与俯冲、地幔对流以及现代地球动力学的其他一些问题,完全是根据地球物理研究,即地震、重力和磁力研究得出的.但是,当涉及我们这颗行星的地质历史时期板块的特性问题,亦即在解决古地球动力学问题时,地球物理学便退居次要地位,而最受欢迎的倒是地质的标志,即与这种或那种地球动力环境相对应的岩石组合.如     

制造地震和火山的可怕地方/大陆漂移说从魏格纳的意外发现说起

世界上绝大多数的地震、火山和海啸都产生于板块相接的地方,也正是在这些地方,地球的暴怒达到了顶点。那么,板块构造是怎样发现的呢？     

翻开黄土万卷书

一本巨大的书地球上许多地质体都可“记录”地球演化的历史,但是能够长时间、连续、完整保存的并不多见。目前,科学家发现有三种地质纪录完整地保存着第四纪古气候环境的历史,这就是深海沉积物、南极和格陵兰的冰芯以及中国的的黄土,因此它们被称为地球环境历史的三本大书。世界各地的科学家们正在破解这三本用大自然密码写就的“秘笈”,人们想知道在地球的漫长历史中发生了什么,更想知道今后还将发生什么。黄土高原位于北纬34°￣41°,总面积有50多万平方公里,黄河贯穿其中。近来对黄土的研究表明,黄土高原的形成可能与青藏高原的形成有关…     

青藏高原地震与地幔热流上涌

中国地震局地球物理勘探中心的高级工程师张先、赵丽日前向有关媒体披露，青藏高原地震与小尺度地幔热流上涌活动有密切关系。青藏高原是我国地震活动频率最高、强度最大的地区。近期有关研究揭示，超临界地幔热流是一种特殊物质，作为强溶剂，它改变了周围固体介质的物理化学性质。地幔热流上涌的过程可能是一个降温降压体积急剧膨胀的过程，是一个巨大能量转换和释放的过程。这一过程能酿成地震。两位科学家同时发现，青藏高原地震的分布主要有两个特点：一是地震多分布在高原内部各块体之间的深断裂带上；二是地震多发生在居里温度面隆起…     

雅安·汶川·地震——访中国科学院院士、发展中国家科学院院士陈运泰教授

2013年4月20日,我国雅安芦山地区发生7.0级地震,这是继汶川地震后,四川境内发生的又一次大地震,引起了民众的广泛关注.为此,本刊记者采访了著名地球物理学家、中国科学院院士、发展中国家科学院院士陈运泰教授,请他为大家解读雅安芦山地震引人关注的问题.问:汶川大地震后,时隔5年,雅安芦山地区再次发生地震,请问四川为什么地震多发? 陈院士:不单是四川,云南、青藏高原等地都是地震活动的多发地区.四川处在青藏高原的东北,以龙门山为例:龙门山东面是成都平原,西面是松潘-甘孜地块.龙门山之所以会隆起,是因为印度板块朝北偏东的方向相对于欧亚板块运动.这个运动造成了喜马拉雅山,造成了青藏高原.当喜马拉雅山升高到现在的海拨8000多米,当青藏高原升高到现在的五六千米的时候,便逐渐地慢了下来,不再像原来那样快地隆升.可是,一方面,印度板块还继续向北偏东的方向运动;另一方面,印度板块和喜马拉雅山下地壳中可以缓慢流动的物质在北面受到昆仑山断裂带的阻拦,所以只能被迫改变方向,向东偏南方向运动,并且带动其上的地块向东偏南方向运动.     

感受帕隆天险

青藏高原既是世界上最高的高原,同时也是地球上最年轻的高原.专家们通过地质历史考察发现,早在400多万年前,现在的青藏高原南部还是汪洋一片,后来受来自印度板块次大陆与欧亚主大陆碰撞的影响,致使青藏高原逐步隆起.     

“是否存在有助于预报的地震前兆”的讨论

经过几十年地震预报探索实践,已发现了很多地震前兆异常,其中部分前兆还通过了优秀地震前兆标准的检验,并分析总结了前兆异常的群体特征.但用这些前兆异常,通过经验性统计方法进行地震预报成功率很低,其根本原因是地震孕育、发生的空间尺度较大,前兆异常的挑选较为困难;地震复发周期较长,已积累的震例资料不足于研究地震孕育发生的规律;地震的孕震环境复杂,与周边的动力、构造环境密切相关,不同地震之间前兆异常差异较大;前兆观测分布在地球表面,只是地下应力、应变的间接反映,所获取的异常与地震前兆关系有待深入研究.在目前情况下,下一次地震完全按统计得到的共性特征演化明显是不可能的.地震前兆观测应从单点观测向直接观测地下应力、应变场过渡,地震预报从经验性统计预报向基于地球物理场动态观测的物理预报过渡.     

奇异的地质地貌

“三江并流”地区像一部反映地球历史的大书,这里丰富的岩石类型、复杂的地质构造、多样的地形地貌,不仅展示了地球上正在进行着的各种内外力地质作用,而且蕴藏了众多地球演化的秘密,是解读从古至今许多重大地质事件,如特提斯洋演化、印度板块与欧亚板块碰撞、青藏高原隆     

21世纪以来青藏高原大震前重力变化

青藏高原自21世纪以来连续发生了多次大震:2001年昆仑山口西8.1级、2008年新疆于田7.3级和四川汶川8.0级、2010年青海玉树7.1级、2013年四川芦山7.0级地震、2014年新疆于田7.3级和2017年四川九寨沟7.0级大震.这些地震前,中国地震局在青藏高原开展过多期流动重力观测,并观测到震中附近可靠的重力随时间的变化.本研究综合利用地面绝对重力、相对重力资料,通过对多种重力观测资料的整体处理分析,研究了青藏高原区域重力场变化及其与大震发生的关系.结果表明:(1)大震易发生在与构造活动块体边界有关联的重力变化正、负异常区过渡的高梯度带上,重力变化等值线的拐弯部位,构造活动块体边界是物质变迁和构造变形差异运动强烈的地带,易产生剧烈重力变化,积累应力应变而孕育地震.(2) 2001年昆仑山口西8.1级地震发生在重力变化高梯度带与东昆仑断裂带交汇附近, 2008年汶川Ms8.0和2013年芦山Ms7.0地震发生在龙门山断裂带的重力变化高梯度带上, 2008和2014年两次于田Ms7.3地震发生在与康西瓦断裂走向基本一致的重力变化高梯度带零值线及梯度带的拐弯部位,2010年玉树7...     

地球内部在进行着什么样的运动?

尽管板块构造学解释了地球的地质情况，但是它仅仅解释了关于地球表层的问题，地球深处正处于什么样的状态？为什么会是这样的状态？这些问题是我们必须解答的：在距地表6300千米深处以下的板块结构主要是岩石和铁，岩石与铁相融和搅动是地球热力发动机的内部情况。构造板块的活动影响着地表，好比是钟表移动的时针和分针在告诉人们时间，它们由默默运行着的机械驱动着。     

青藏高原北部隆升与东亚季风及亚洲内陆干旱演化——来自气候数值模拟的启示

青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。过去的几十年来,中外学者利用各种气候数值模式模拟研究了青藏高原隆升的气候环境效应,极大地加深了我们对亚洲季风变迁和亚洲内陆干旱化机制的理解。近年来"高原隆升-气候响应"研究的一个重要进展是认识到亚洲区域气候响应与青藏高原隆升的形式密切相关。本文对此进行了概括介绍,重点通过一系列分区域隆升的数值模拟试验的综合分析,指出青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化具有重要影响,其最突出的特征表现为随高原北部隆升东亚夏季风和季风雨区向北扩展,内陆干旱区和大气粉尘含量及沉积范围增加。这些模拟研究结果对东亚古环境研究具有良好的启示,并由此提出了许多新的科学问题。     

本期专题简介

正素有"世界屋脊"之称的青藏高原,平均海拔在4000米以上。可是,在2亿多年前,这里曾经是波涛汹涌的辽阔海洋。由于板块运动,青藏高原历经沧海巨变,成为世界上最高的高原。青藏高原隆升是地球历史上一次重大的地质事件,青藏高原的出现对亚洲气候与环境产生了划时代的影响。本期专题介绍青藏高原东北部地貌演化与隆升过程、青藏高原隆升与东亚季风演化的密切关系,以及青藏高原北部隆升对东亚季风变迁及亚洲内陆干旱气候演化的重大影响。     

地震中到底发生了什么

当一场具有相当振幅的地震发生时,科学家们可以精确地解释地震源在哪里、地震是由什么样的断层运动产生的,甚至还能预测余震持续的时间。但奇怪的是,所有地震学家和地球物理学家都不能准确地说出当地震发生时,地球内部究竟发生了什么。