第三届地球与行星深部国际研讨会在北京召开

地球和行星深部研究是地球与行星科学的重大前沿领域.地磁场与行星磁场起源于行星外核富铁流体对流运动,它的产生和变化蕴藏着行星内部演化的重要信息.近年来,随着观测和计算模拟水平的不断提高,地球与行星深部研究取得了一系列重要进展.继2007和2010年成功举办第     

核-幔差异运动与地磁场倒转

关于基本地磁场的成因,通常认为地球内部发电机模型较合理。但在流体外地核运动的能源问题上存在不同意见,对地磁场倒转现象还没有满意的解释。本文认为地球自转变化引起的核-幔差异运动是地球基本地磁场赖以产生的动力来源,从而解释了地磁场的倒转现象。     

中国东部考古磁学强度结果揭示全新世地磁场极端事件

正地磁场起源于地球外核流体运动,携带了地球内部的重要信息,是认识地球深部过程的窗口.同时地磁场又是地球最重要的物理场之一,保护地球免受过多宇宙射线的干扰,地磁场的变化可能与宇宙射线通量、气候变化等存在某种相关性.研究地磁场的演化历史对探索地球内部动力机制、认识地球生存环境具有重要的指导意义.考古磁学主要对遗址出土的高温烘烤过的遗存进行磁学研究,从而获得全新世以来地磁场方向和强度百年或千年尺度的精细变化信息,在完善地磁场模型、探索地球动力学过程、考古遗址定年和探讨人类活动与地球环境变化相关性等     

从内核偏移到板块运动

以地球的圈层结构和质量分布为前提,可推出固态核不能稳定平衡于球心位置的结构,以内核对球内位置的偏移为前提,可推出液态外核中热对流不均的结论,以这两点为基础,可以建立一个简约然而自洽的全球运动模型,即：内核偏移引起外核中热对流结构不均→特定部位的地幔柱因差异活化而上升→－幔柱上升引起岩石圈新生和撕裂→裂解的板块漂移并会聚于新的位置,其质量导致的内核重新向这一方向偏移→引起新的对流不均,由此循环往复,形成一种确定和周期性的运动,它所具有的非线性特征,使地球运动的机制简单而行为复杂,地外因素可以暂时干扰或打断这一运动,但却不能改变它的永久规律。     

我国深空探测研究深入火星和月球内部

<正>地球、火星、月球等具有显著的圈层结构,这是其形成与演化的结果;圈层结构因而记录了它们的形成和演化中诸多地质过程和环境变迁,如岩浆洋冷却、壳幔分异和核幔分异,以及气候和宜居性环境演变等.地球的圈层结构可分为外部圈层(水圈、生物圈、大气圈)和内部圈层(地壳、地幔、地核),地球各圈层间存在大规模的物质循环和能量交换.地壳物质可以通过俯冲过程到达地幔甚至是核幔边界,而核幔边界的热物质则能以地幔柱形式上涌至地表.本文着重探讨火星与月球的浅表层和深部结构探测及其未来可能的考量.     

地球内部物质的运动与动力

地球物理学研究的主体内涵是地球内部物理学,而地球内部物理学研究的核心则是地球内部结构、物质的运动和力源及其响应.在研究和探索地球内部物质与能量交换的深层过程与力源机制的基础上提出:(1)地球内部各圈层结构和物质组成是研究物质运动、介质属性、结构和深层过程的基础;(2)大陆漂移、海底扩张和板块运动是地球内部岩石圈物质飘曳在软流圈上运动极为重要的地球科学事件,大陆溢流玄武岩的喷发和地幔热柱的上升体现了水平力系与垂直力系并存和其耦合响应;(3)强烈地震的发生、火山喷发、青藏高原的整体抬升、第二深度空间金属矿产资源、油气能源形成与聚集是地球内部物质与能量交换的产物;(4)地球内部物质运动的驱动力源是其物质力学属性研究与探索的核心问题之一,但有关一系列的假说却难以解释发生在地球上的诸多事件,唯地幔对流说取得了较多的共识,由于尚缺乏可靠的精确实测论据,故乃为一假说;(5)地球内部放射性元素蜕变和核-幔热动力边界层及其产生的热能可能是驱动地球内部物质运动最可能的能源.地球内部是否可能还存在像天体运动研究中最近提出的"暗物质"和"暗能量"呢?为此尚必须深化认识地球本体.     

地磁场与动物感磁

地球上生物的起源和演化都在地球磁场的重要保护中进行.在长期的演化过程中,动物具有了感磁能力以适应地磁场环境,从而帮助动物能够更好地完成其生理活动.揭示地磁场变化与生物圈演化之间的联系,理解现在、过去和未来地磁场变化的生物学效应是生物地磁学研究的主要目标.已有研究发现,许多动物可利用地磁场信息进行定向和导航;地磁场是维持地球生物正常的生理活动和生长发育必不可少的环境因子.本文围绕地磁场与动物地磁导航以及地磁场减弱对动物的可能影响两个方面进行评述.主要阐述动物地磁导航研究在行为学、神经生理学、生物磁学等方面的进展和有关动物感磁机理的3种假说:电磁感应假说、基于磁铁矿感磁假说和基于自由基感磁假说.讨论地磁场变化(磁场强度降低)引起动物生理活动和生长发育异常等多方面的生物学效应,并提出磁场变化引起生物学效应的3种可能途径:磁性金属途径、自由基途径和骨架蛋白途径.细胞内的磁性物质、自由基产物或骨架蛋白可能是动物响应磁场的中介物,它们引起生物体不同水平上的效应.随着现代多学科交叉融合和新实验技术的应用,可以预见在不久的将来人们可以更加准确地在分子水平上解析出动物响应地磁场变化的作用机理.     

地磁扰动对婴儿出生的影响

我们生活在一个地磁场不断变化的地球环境中,磁场的变化对人体和一切生物都有直接作用,在剧烈的地磁扰动伴随着太阳活动高峰即将到来之际,了解地磁扰动对婴儿有何影响很有必要.统计分析显示地磁扰动对婴儿出生有明显的影响地磁场强度增大或者地磁场强度的变化率增大时,婴儿出生率都显著增加;磁暴对婴儿出生有加速作用.另外,初步调查研究看出,太阳活动高峰年,也即是地磁活跃年,出生儿死亡率有上升趋势.     

关于地幔和地核形成的几种假说

根据地震波传播的特征,固体地球可分为地壳、地幔和地核三层.地壳的厚度从几公里到几十公里;地幔从地壳底一直延伸到2900公里左右的深度;地幔的下面是地核.三者的体积分别为地球总体积的1.6%、82.2%、16.2%.地幔和地核占地球的绝大部分.虽然它们不出露地表,但地表的一些大尺度现象,如地壳运动、海陆形成、地磁场和日长的变化等等,都与地幔和地核的形成有关.地幔和地核的形成又是地球起源学说中的一个重要内容.所以,近二十年来,国外对地幔和地核的形成问题做了不少工作,提出了很多假说.     

"古地磁学与地球深部"国际研讨会成功举办

地球深部物理和动力学过程是当代地球科学的重大前沿研究课题.地磁场起源于地球的外核流体运动,地球磁场的结构与强度变化蕴藏了极其丰富的地球深部过程信息.近年来,随着地震学、地磁学和计算科学的发展,地球     

地球动力学研究中的几个问题

本文对地球动力学研究中几个感兴趣的问题进行了分析讨论:首先,从三个方面讨论了地幔对流问题,地幔对流学说可能不适用于地球的现演化阶段;其次,基于地幔柱学说提出了一种地幔物质运动模型;最后,涉及了液态外核问题,对其进行了简单的分析和讨论.     

基于真实地磁场的中低纬电离层电场理论模式

地磁场作为电离层电动力学过程的背景磁场, 对全球电离层发电机过程以及电离层电场、电流的分布有着决定性的影响. 在研究电离层电场经度结构等精细问题时, 以往模拟中经常采用的偶极场近似过于粗糙和理想化. 基于电离层发电机理论, 通过改进原有电离层电场模式, 在改良的APEX坐标系下发展了一个电离层发电机模式. 该模式较为灵活, 地磁场既可采用较为真实的国际地磁参考场(IGRF)也可采用理想的偶极场, 中性风场和电导率由经验模式的输出参数计算得出. 采用逐线法求解电势的偏微分方程得到中低纬电离层静电势、电场和电流的时空分布. 模式较好的再现了电离层电势、电场和赤道电集流的基本结构和形态, 可应用于中高层大气、电离层电动力学过程的相关研究.     

地球磁极倒转的周期

可以把地球磁场视为位于地球中心的某一磁铁所产生的磁场。现在的地球磁场,相当于N极在地理南极方向而S极在地理北极方向的磁铁的磁场。但是,一追溯到70万年以前时,地球磁极却是倒转的,即N极为北极方向,S极为南极方向。象这样的地球磁极倒转,从古代起便一直以若干十万年的间隔而反复变化着。根据对陆上的岩石和海底堆积物的磁化测定以及对海洋地壳的地磁条纹的观测,地球磁极倒转的历史即使追溯到几亿年     

地球的构造发展及中国区域大地构造划分

地球的构造包括地球的内部圈层构造与地壳的构造,是地球长期发展而成的必然结果.地球内部的圈层构造,当前只能依靠地球物理方法测得的信息加以合理的解释.例如,利用地震波在地球内传播上的变化,了解到地球内部有几个不连续面,其中最大的两个:莫霍面与古藤堡面,把地球内部分为地壳,地幔与地核. 但是,根据地震波速的变化,判断地球内部的物质成分的结论,是值得商榷的,因为地球内部高温高压下物质的物理性质,与地表情况下物质的物理性质,显然有很大的不同.从当代微观到客观自然科学的研究,地球内部的变化,可能不是物质的变化,而是物态的变化.     

20世纪地磁场的剧烈变化

分析了１９００￣２０００年１００年间地磁场的变化。结果表明,１００年来地磁场的偶极矩减小了６．５％,而四极子和八极子的强度分别增加了９５％和７４％,全球４块大尺度地磁异常的强度在１００年间增加了２１％￣５６％。与此同时,磁心位置向太平洋方向快速移动了２００ｋｍ,这些事实表明,１９００年以来,地磁场整体快速减弱,地磁场的非偶极性和东西半球的不对称性大大加强,这些变化与地磁场极性倒转发生前的特征相类似     

地磁极性倒转与全球性地质事件的相关性

在分析地球磁场时空变化规律,特别是地磁极性倒转以及极性倒转频率变化规律的基础上,研究了地球磁场变化与地球内部物理过程之间的可能相关性,进而探讨了地球磁场异常变化与某些全球性地质事件以及中国东部从挤压向伸展构造转折的关联性。力图为地球动力学研究提供新思路。     

地球内部的气态圈层

人类对宇宙空间的探索,无论从深度和广度上讲都很深远.空间研究的距离可以延伸到几十亿光年.但对半径只有六千三百多公里的地球来说,通过钻探直接研究的深度还不超过10公里,而且只是研究了为数很少的一些钻孔而已.通过间接手段研究地球内部结构,最主要最有效的方法莫过于借助穿过地球内部的地震波了.根据地震波速的研究,传统的理论认为地球内部分为三个圈层:地壳、地幔和地核.     

范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1～5].然而,有关地幔部分熔融的机制...     

地磁场西漂的纬度变化和频散特征

用第8代国际参考地磁场模型和纬度剖面分析法, 研究了地球主磁场不同波长成分的西漂速度随纬度的变化. 结果表明, 各种波长成分的西漂速度均有明显的纬度依赖性, 其中, 一次波全球平均西漂速度为0.189?a, 最快的西漂(0.295?a)发生在北纬40皛45? 二次波的全球平均西漂速度为0.411?a, 最快的西漂(1.305?a)发生在南纬60? 波长更短的磁场成分西漂速度较小, 而且漂移只发生在较小的纬度范围内. 西漂速度的纬度依赖性不能用地核整体旋转解释. 西漂速度随磁场成分的波长而变化, 除了一次波外, 西漂速度随波长减小而逐渐减小, 即磁场西漂呈现负频散特征, 这一特点与Hide的磁流体波的理论预测结果也不符合. 为了合理地解释地磁场西漂, 必须全面考虑地核内部复杂的流动过程.     

1960年度列宁科学技术奖金

4月21日,苏联部长会议列宁奖金委员会颁发了1960年度列宁奖金,其中在科学和技术方面得奖人的姓名及贡献如下:在科学方面1.C.H.维尔诺夫通讯院士、A.E.丘达科夫(苏联科学院列别杰夫物理研究所工作人员)、H.B.普什科夫(苏联科学院地磁、电离层及无线电波研究所所长)、Ш.Ш.多尔吉诺夫(该研究所地磁实验室主任)——地球外辐射带的发现和研究,以及地球、月球磁场的研究。