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     

现代地壳运动和地球动力学研究

地壳运动的研究历来受到地球科学家的重视,然而,作为人类立足之地的地壳,其运动对人类各种活动乃至人类本身的生存都有重大的影响。因此,关注这项研究的就不仅仅是地球科学家了。     

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.     

微孔弹性动力学的能量原理

1983年Cowin和Nunziato建立了微孔线弹性动力理论,它对现代新材料的发展与工程应用有重要意义。本文根据对偶互补的基本思想,通过作者在文献[2,3]中提出的一条简单而统一的新途径,系统地建立了     

地球内部流体的动力学过程与机制

<正> 1 现代地球科学 地球内部流体行为研究涉及到5个方面的问题:即流体在地球内部不同层位的(1)存在形式;(2)分布;(3)来源;(4)迁移过程以及(5)迁移过程中与所附存的岩石间所发生的化学的和物理的作用。这5个方面代表了地球内部流体研究的最关键性问题。地球内部流体的动力过程(dynamic processes)则主要是指第(4)和第(5)个问题。由于进行地球内部流体研究所涉及问题的广泛性和特殊性,以及进行地球内部流体研究时必须以整个现代     

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.     

线弹性动力学中新的变分原理

Gurtin利用卷积理论,于1964年提出了能反映线弹性动力学初值问题的全部特征的变分原理。Gurtin的工作是对弹性动力学变分原理的重要发展。最近,作者建立了形式上比Gurtin型变分原理简单的新的变分原理。作者通过所提出的新途径,系统地导出了这种以卷积表示的五类变量、四类变量、三类变量、二类变量及一类变量的变分原理。现只给出五类变量变分原理的泛函式     

有限变形非线性弹性动力学变分原理

弹性力学作为精确理论,从本质上就是非线性的,尽管经典的线性近似理论已经完整和成熟,但它有很大的局限性,尤其是近些年来新现象的发现,新材料、新结构的应     

青藏高原西部综合地球物理剖面和岩石圈结构与动力学

应用青藏高原吉隆－三个湖综合地球物理剖面提供的重力,地磁,大地电磁和人工地震资料,对该区岩石圈速度结构、电性结构,密度与磁性结构进行了综合性研究,给出了各地体、缝合带,断裂带的深度及浅部结构特征,同时,依据青藏高原已有的地球物理资料,对比分析研究了高原东,西部的岩石圈结构,并探讨了高原深部构造及其动力学模型。     

与青藏高原东北部地球动力学相关的深部构造问题

青藏高原东北部是探索青藏高原地球动力学的重点地区之一.自20世纪60年代以来实施的一系列深部地球物理探测和相关研究获得了该地区地壳上地幔结构的基本特征.深部地球物理探测揭示高原的地壳增厚,且具有低P波速度、低电阻率和高热流值的特点;体波走时层析成像、面波频散和远震体波接收函数反演共同显示中下地壳的低剪切波速度.回顾青藏高原东北部已有的深部地球物理研究成果,梳理出当前存在一些与地球动力学相关的问题.它们是:(1)中上地壳的低速-高导层;(2)高原地壳的增厚方式;(3)地壳和地幔各向异性;(4)下地壳通道流;(5)向南俯冲的欧亚大陆岩石圈.这些问题尚未达成一致的认识.不同的深部构造模型和观点使得对例如"下地壳通道流"和"俯冲的欧亚大陆岩石圈"有关议题争论持续不断.未能达成共识的重要原因之一可能是现有台网的数据成像分辨率和精度仍不足以识别在地壳和上地幔深处的细节.在国家和区域地震台网的基础上,正在实施的大规模流动地震台阵观测,以及重点地区开展高分辨的深部地球物理探测,将较大幅度地改善目标模型的分辨率和可靠性.这是增进青藏高原东北部深部结构和地球动力学知识的有效途径.     

规范协变原理——几何动力学观念的凝炼

广义相对论另外有个名称：几何动力学，随着这个优美理论的创建，颇为奇特的几何动力学观念同时确立：此观念赋予引力场的动力学与时空几何的统一性，致使时空对称性突破了狭义相对论所确认其运动学涵义的囿限。而对时空对称性之动力学涵义以及几何动力学观念认真地探讨，其影响还抵及量子理沦的研究方法，     

地球科学的研究

本期封底刊载了30年来地球科学研究领域的科学图片。图1是探索者号卫星展示的环绕地球的强辐射图;图2是苏联人造地球卫星Sputnik;图3是跟踪     

“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     

地球结构研究及现状

“无论是你还是任何其他人都不知道在地球内部究竟在发生着什么事情.”这是居尔斯·沃恩1864年的幻想小说《在地球中心旅行》中的一句话。当时,人们对此是无所争议的。沃恩的幻想驱使着三个探险者对地球的内奥进行了早期的探索,他们从死火山口处入手在88哩的深度上对地壳层进行了勘查。结果,他们并没有找到熔融物质,却发现了一个海兽曾居住过的巨大的地下海洋。     

空间探索与地球研究

漫游太阳系的火箭送回的情报给科学家提供了关于地球早期历史的可靠线索。由于能离开地球,我们在地球研究方面就变得更聪明了。宇航员漫游月球并且带回了岩石,不载人宇宙飞行器在火星登陆,探测器进入金星的稠密大气层,以及对于从峻峭多岩的水星到光环围绕的土星这一颗颗行星进行科学研究和摄影,所有这一切都揭示出迷惑人的甚至希奇古怪的世界,它们犹如科幻小说中的描写一样充满着魅力。     

地球

正球形闪电球形闪电是一种未知的大气放电现象。这个词语并不是严格的科学术语,而是指对直径从蚕豆大小到好几米的空气中发光球体的一些报告。球形闪电经常被与雷电关联起来,但球形闪电比只持续瞬间的闪电存在时间长得多。许多早期的球形闪电报告说,光球最终会爆炸,有时候会造成致命后果,留下一股硫黄气味。过去几百年来,人们对于球形闪电提出了许多种科学假说。2014年,偶然捕捉到的光谱学数据为气化硅的球形闪电假说提供了支持。直到20世纪60年代,大多数科学家都认为,尽管全球     

地球动力学扁率与南极涛动年际变化的小波相干分析

地球动力学扁率J2的变化反映了全球大尺度的地球各圈层动力学变化及相互作用.对于J2的年际变化与全球大气、海洋运动、陆地水变化的相关性问题,前人的研究表明J2的年际变化信号主要来自地球高纬度(±75°以上)地区的物质质量重新分布和迁移,其可能与ENSO(EI Nio-Southern Oscillation)现象有关.利用交叉小波与小波相干方法对1979~2011年的J2和刻画南极涛动(Antarctic Oscillation,称AAO)的南极涛动指数(AAOI)以及表征ENSO现象的SOI(Southern Oscillation Index)时序在2~8 a尺度的年际变化信号进行分析,结果表明:在1986~2010年间J2的4~6 a尺度的年际变化与AAO显著相关(相关系数0.8),通过95%置信度检验,且J2信号与AAO信号之间存在一定的位相时差,即J2信号位相滞后AAO信号约0~5个月;而在相同的时间段和尺度上J2与SOI之间没有表现出更好的或类似于J2与AAO信号之间的关系特征.此现象可能与南极涛动和南方涛动两者分别反映的大尺度的大气运动及其空间分布特征的不同有关.