GPS,OBP和GRACE估计地球动力学扁率变化及其地球物理激发

行星地球是一个旋转的扁椭球体,其动力学扁率(即J2)变化主要由地球系统物质流动和各圈层相互作用引起.目前国际上地球动力学扁率测定主要用卫星激光测距(SLR)资料得到,然而SLR地面观测台站少,南北半球分布不均,且不是连续观测,以及受动力学模型和常数等影响.尽管新一代重力卫星(GRACE)观测大大提高了地球重力场球谐系数低阶项一两个数量级,但对二阶项C20不敏感.本文利用全球连续GPS观测得到的地表负荷位移估计地球动力学扁率J2,并联合GPS与海底气压(OBP)以及OBP和GRACE资料分别估计地球动力学扁率J2,比较和分析地球动力学扁率多尺度变化特征及其机理.结果发现GPS单独估计结果振幅偏小,GPS+OBP,GPS+OBP+GRACE和GRACE估计J2周年变化与SLR结果非常接近.而J2半周年变化,GRACE估计相对较差,主要由于GRACE资料处理没有很好扣除约161天的S2潮汐影响.另外,GPS+OBP和GPS+OBP+GRACE估计J2季节内和年季变化与SLR结果较一致,而GRACE和GPS单独估计结果与SLR结果偏差较大.并进一步利用地球物理模型资料研究对J2变化的贡献,结果表明,地球动力学扁率J2季节性、季节内和年季变化主要由大气、海洋和陆地水地表流体质量重新分布和迁移激发.     

地球动力学研究原理

一、引言地球动力学(geodynamics)是研究地球的动力学的科学。有些现今的动力现象,它们发生在地表一定区域并导致地质“灾害”,这些是地球动力学最感兴趣的对象。地球表面的动力学受制于两种过程:内力过程和外力过程,前者源于固体地球的内部,后者源于大气圈和水圈。这两种过程是彼此相反的:一般而言,内力过程力求形成各种构造(structures),而外力过程则对形成的构造加以破坏,这一事实可用对抗性原理(the Principle of Antagonism)来描述,这个原理是地球表面动力学的基本理论。通常人们认为内力过程是第一性的,它形成了山脉、抬升了高原并促使大陆漂移。内力     

浅谈我国地球环境与生命过程研究中的一些科学问题

社会可持续发展的需求与人类环保意识的增强对地球地表环境与生命协同演变的研究提出了更高和更具体的要求. 地球表层环境生物地球化学过程及地生物学效应是认识与解决地表环境与生命演化的关键科学问题, 其核心研究内容概括为生源要素的环境生物界面动力学及生态效应; 毒害污染物的环境生物地球化学过程及机体影响; 地表环境变化的地生物学响应与生命适应机制; 污染地表环境的生态风险评估与生物修复等. 古生物学作为一门地质学和生物学的古老交叉学科, 在地球系统科学研究中能够发挥独特的作用. 古生物学家和地质学家应当更加关注地质历史时期环境的变化对生物演化的影响, 从而为研究现代环境和生物多样性的关系提供更多历史的借鉴. 基于我国地层古生物学研究的现状和资源的优势, 提出了我国在地史时期环境变迁与生命演化研究领域值得关注的几个热点的科学问题. 经济的快速发展推动了地球科学发展的同时也产生一些新的问题, 如荒漠化加重、环境污染的加重、化石资源的破坏等, 这些都对我国地球环境与生命过程的研究提出了严峻的挑战.     

浅谈地球物理测井在煤田勘探中的应用

地球物理测井是在钻孔中进行地球物理测量,研究井中各种物理场的变化,进而达到研究基础地质、寻找矿产为目的的一门学科.测井曲线提供地层对深度的连续记录,对于地质应用是非常有用的,应用范围从井与井间对比,到地层学、沉积学和构造学等的研究.     

关于地球生命起源"同源说"

地球上的生命起源问题是一个千古之谜,也是现代科学亟待解决的难题.从20世纪80年代起,笔者就现有主要学说及其引证材料和相关事实进行多学科综合研究,以此提出了地球上的生命起源与地球形成同源的假说,即"生命地球同源说",并不断发展与完善.本文试以生命起源研究或争论中的一些关键和核心问题--如地球生命起源的环境问题、时间问题、有机演化问题以及相关的一些科学问题等为焦点,通过分析讨论阐明"同源说"的基本思想和主要观点,并以此来解释生命起源研究中的某些问题和现象,进而就"同源说"提出的不同于现有生命起源学说的一些观点和论点进行综合分析和阐述.     

深入地球深部 认识地球本体

今年6月在北京召开的两院院士大会期间,中科院院士、中科院地质与地球物理所研究员滕吉文提出:无论是针对现今资源、能源困境或"瓶颈"的破解,还是应对地震及地质灾害防范预测的需要,都要求我们去深化认识现在我们尚不很熟悉的地球深部世界.     

“板块俯冲和折返的地球动力学”学术讨论会举行

<正> 由中国科学技术大学地球和空间科学学院、中国科学院地质与地球物理研究所联合主办的学术讨论会“板块俯冲和折返的地球动力学”于2003年11月21～23日在安徽省合肥市举行。这次会议既是“第三届全国化学地球动力学学术讨论会”,也是国家重点基础研究发展规划项目“大陆深俯冲作用”和中国科学院知识创新项目“华北东部盆山系     

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.     

从古生物学到地球生物学的跨越

以学科体系和科学问题为导向, 对当前国际上出现的地球生物学从学科分类体系、形成背景、主要研究方向、亟待突破的分支学科及其与之相关的研究领域进行了评述. 作为地球科学与生命科学相结合而形成的新兴交叉学科, 地球生物学在地球科学中应具有独立的一级学科地位, 类似于地球化学和地球物理学. 地球生物学主要研究地球系统的生命运动, 涉及地球环境与生命系统的相互作用. 它的形成与发展既是当今科学技术发展的结果, 也是当今世界对所面临重大人类-环境-资源问题的响应. 分子地球生物学、地球微生物学、地球生态学、地球生理学等地球生物学中的二级学科还有待尽快突破, 以形成地球生物学的成熟理论框架和方法体系.     

地球古大气的变化与石灰岩成因

地球古大气的变化与石灰岩成因唐祥明石灰岩的形成，一般认为是古代湖海中生物体之钙质的沉积而成。对于分布如此广泛和多量的石灰岩层．此生物遗骸沉积说，也即有机质沉积说存在不少疑点，难以令人信服。根据对古代地球大气．古石灰岩地质、地貌的研究观察，对石灰岩的大...     

解剖地球

科学家猜想,在最近的地质时代里地球内部可能曾经有20多个地幔柱,每个都持续存在了1亿年以上。板块构造理论板块构造理论解释了地球表面构造沉降、扩张、漂移等现象,也已成为现代地质学的基础理论之一。不过这一理论仍无法解释一些问题,比如一旦板块俯冲下沉而导致的结果、地球火山链的源动力等问题。     

从卫星看地球

近年来,美国国家航空航天局和地质调查局会定期精选一些地球局部地貌照片,并以"地球艺术"为名集中展出.最近,美国地质调查局网站展示了第3期"地球艺术"照片.我们从展出照片中精选一些,便于读者朋友欣赏到独特的地球地貌.     

地球有限膨胀演化模型

从地球上最早的酸性岩形成于全球最初膨胀构造作用这一基本前提出发 ,结合其他地质约束条件 ,从岩石圈球壳的弹性力学分析入手 ,确定地球膨胀发生于前 430 0Ma左右、地球半径平均增长率为 0 .40mm/a、膨胀初始半径为 46 5 1km、全球性最初膨胀构造运动发生在前 41 83.7Ma .又根据地球与类地行星的自然、衰减演化前提 ,依据数学逻辑与地质意义相结合的约束限制条件 ,建立了地球有限膨胀演化模型 :R(t) =R0 +Aeβ(t-tS) 　　 (t≥tS) ,其中R0 =46 5 1km ,A =1 86 0km ,β =- 6 .0 1× 1 0 -10 /a ,ts=3× 1 0 8a .根据该模型 ,地球有限膨胀演化的最大限度Rmax为 6 5 1 1km .目前地球半径增长率约为 0 .1mm/a .     

"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     

编制地球的“万年历”

几百年来,人类在时间的概念和计时的方法上都取得了极大的进步,成功地将天文计时和物理计时结合起来使用;然而,在地质的时间尺度上,至今缺乏统一的天文计时标准。为研究地球系统的历史变迁,迫切需要在日、月、年之上,在地球运行轨道的参数中,寻找更长时间的天文周期,为编制地质年代的“万年历”使用。研究的进展表明,近几百万年内可以用二万年的岁差周期,而整个地质历史可以用40万年的偏心率长周期作为地质计时的“钟摆”。本文回顾历史,展望未来,对地质尺度的时间问题进行综述。     

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.     

地球科学教育及科学家的作用

地球科学是从自然科学中分化出来的一门基础学科.传统地球科学以学科分化研究为主,主要分为两大主干学科,即地理学与地质学.地理学研究的对象是地球表层空间系统,包括人类活动和地理环境两大部分,其核心是人地关系地域系统.     

国家自然科学基金地质学学科布局及展望

地质学是地球科学的重要组成部分和学科分支,主要研究地球的物质组成、结构构造、地质作用、形成演化过程及其动力学1-3]．地质学研究聚焦地球自身的物质组成、从表层到内部结构构造以及它们的形成过程、动力学机制和所反映的地球形成与演化历史[1～3].现阶段地质学研究的视角已拓展至地球系统多圈层相互作用,特别是宜居地球成因以及地...     

类地行星的地质和物理比较与地球有限膨胀演化

全球构造动力问题的探索, 是地球科学的前缘性研究领域, 需要更多学者的讨论与关注. "从比较行星学角度看 '地球有限膨胀演化模型'" 一文(以下简称《比较》), 从行星(仅仅是类地行星, 且不应包括月球)地质与行星物理两个方面, 对文献[1](以下简称《模型》)得出的主要结论, 提出了不同看法. 本文据此就地球有限膨胀演化的有关问题进行讨论. (1)《比较》以 "比较行星学" 的 "证据" 对《模型》得出的结论提出了疑问. 那么, 该文提出疑问所使用的依据是否可靠呢?在人们能够直接探测与资料可信程度远远高于太阳系其他类地行星的地球上, 即使有千…     

第三届地球系统科学大会在沪成功召开

<正>2014年7月2~4日,由中国综合大洋钻探计划专家委员会、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会、同济大学海洋地质国家重点实验室共同主办的第三届地球系统科学大会在上海召开,来自大气、海洋、地质、生物、行星科学等学科的专家学者齐聚,共话地球系统科学研究热点问题,展望地球系统科学未来发展前景."地球系统科学大会"是地球科学领域以华语作为主要交流语言的大幅度跨学科交叉的学术会议,其前身为2010和2012年已召开的"深海研究与地球系统科学学术研讨会".与前两届会议相比,本届地球系统科学大会规模更