2015年固体地球科学发展态势概览*

郑军卫　赵纪东　张树良　王金平

刘　学　王立伟　刘文浩　刘燕飞



动态

2015年固体地球科学发展态势概览*

郑军卫※赵纪东张树良王金平

刘学王立伟刘文浩刘燕飞

(中国科学院兰州文献情报中心， 兰州730000)

编者按： 随着人类对自然界认识和开发利用的不断深入， 地球科学的重要性日益凸显， 已成为妥善解决人类经济社会发展面临的能源安全、 资源安全、 气候变化、 生态环境、 城镇化等一系列挑战的重要基础。 本文主要基于对2015年国际地球科学领域的重要科学战略规划、 重要科技进展和重要科技文献等反映的科学研究发展动态的系统监测和整理， 遴选并总结了2015年固体地球科学领域的主要科学前沿问题和科技发展态势， 以供读者参阅。

1深部地幔柱研究持续加强并取得重大突破

地幔柱一直是地质学研究的热门话题。 美国地球物理学家通过超级计算机对过去20年间全球发生的273次强震的地震波全波数据分析和对地幔柱进行成像， 绘制出高精度的地球内部模拟图， 研究了深部地幔柱与火山点之间的关系， 首次发现了地幔柱存在的证据。 《科学》杂志对这一研究成果进行了评论， 认为其是2015年全球10大科学突破之一， 并指出这一重要研究成果的获得得益于“全波形层析成像”模拟技术的应用。 苏黎世联邦理工大学科学家通过模拟研究发现， 由地幔柱诱发的板块运动很可能在前寒武纪(约30亿年前)大范围盛行， 进而推断地幔柱诱发了地球最早期的板块运动。

2地壳的形成和演化研究获得多项重要认识

冰岛大学科学家通过GPS和卫星定位系统， 对发生在冰岛的地壳形成过程进行观测研究， 阐述了在火山中心间歇性的聚集喷发岩浆如何有效地进行长距离的运移分配， 从而在不同的板块边界形成新的上地壳的过程。 普林斯顿大学学者利用EarthChem数据库分析后认为， 真正控制陆壳形成过程的是， 地球深部熔融物质在上升过程中所发生的分级结晶作用， 而非已形成地壳的重新熔融。 澳大利亚科学家通过对源自太阳系形成初期坠落至地球的陨石中锆石Lu-Hf同位素的地球化学分析， 指出最早的地壳可能形成于45亿年之前。 布里斯托大学研究人员基于对世界各地的13000多块岩石样品的测量结果分析后认为， 人类赖以生存的陆壳正在不断萎缩， 若以目前的速度计算， 则在数十亿年后陆壳或将消失。

3地震机理及监测预测研究得到重点关注

2015年全球对地震的发生机理及监测预测等研究再次成为研究热点。 苏黎世联邦理工学院科学家对2011年日本大地震后发震区域的断层应力恢复研究后指出， 大型逆冲地震的发生具有随机性， 没有具体的位置、 大小或复发周期。 美国加州大学圣地亚哥分校研究人员利用全球地震台网(GSN)数据研究发现， 2015年尼泊尔地震是由主要向东移动的微弱破裂、 最大滑移破裂、 比较缓慢破裂3段破裂造成。 美国加州理工学院地质学家利用GPS台站数据并结合地震台站数据以及轨道卫星的雷达图像， 首次绘制出完整的2015年尼泊尔廓尔喀(Gorkha)地震期间地表损毁图像， 并通过研究指出， 未来喜马拉雅山地区仍存在发生大地震的风险。

4行星科学研究取得重大突破

美国航空航天局(NASA) 2015年7月宣布， 发现太阳系外距离地球1400光年宜居带上的“第2个地球”(开普勒-452B)， 激发了国际上宇宙探测强国间开展星际空间地球科学研究的热潮； 9月宣布在火星发现液态水存在证据的消息。 NASA“好奇号”火星车利用ChemCam激光仪分析火星上的某些浅色岩石， 发现该岩石类似地球上的花岗岩陆壳。 可以说， 这是首次在火星上发现疑似“大陆地壳”。 美国“新视野”号探测器于美国东部时间7月14日7时49分近距离飞过冥王星， 成为首个探测这颗遥远矮行星的人类探测器。

中图分类号：P315；

文献标识码：D；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.04.001

* 收稿日期：2016-03-15； 采用日期： 2016-03-20。

※通讯作者： 郑军卫， e-mail: zhengjw@llas.ac.cn。