理学 >>> 地球物理学 >>> 固体地球物理学 空间物理学
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在高山峡谷区,岩体滑坡对地表侵蚀、化学风化、水文过程、碳循环和地貌演化等过程起着重要作用。同时,岩体滑坡,尤其是大型岩崩,是一种严重的自然灾害,威胁着人类生命财产的安全,并对基础设施造成严重破坏。因此,为了更好地量化滑坡引发的物质流动和减轻滑坡危害,岩体滑坡规模的控制要素一直是地球科学及工程减灾领域的研究难点和热点问题。
远离板块边界的人类工业活动导致的诱发地震已经成为了一个引起广泛关注的全球性问题。过去的主流观点认为与水力压裂和注水行为相关的诱发地震的机理为潜在活动断层内部孔隙压力的升高导致的断层抗剪强度的降低(Guglielmi et al., 2015; Rubinstein and Mahani, 2015; Weingarten et al., 2015),比如美国中部大陆的诱发地震活动,但这种机制不适用...
火星大气逃逸是火星探测的核心科学问题。研究火星大气逃逸有助于我们深入理解火星全球气候环境的演变过程。研究表明,太阳风是驱动火星大气粒子逃逸的最有效驱动源。这是因为火星没有全球磁场,太阳风可直接与火星电离层或大气离子发生相互作用,并通过电磁力不断剥蚀、加速大气离子逃逸到行星际空间中。
电离层偶发E层(Sporadic E layer,简称Es层),存在于地面上方90-130 km以内的空间区域,是在风剪切作用下形成的密度显著高于周边区域的金属离子层。由于风剪切结构受到多种物理机制的调制,因此Es层内常伴随有各种尺度的不均匀结构。在之前的研究中,孙文杰等(2018, 2020, 2021,JGR)开发了从GNSS TEC数据中提取Es扰动的方法,并基于统计研究得到了大尺度(大于1...
众所周知,地球具有全球性的偶极磁场。 地球偶极磁场起源于内部发电机,向外延展到太空,与外部太阳风等离子体发生相互作用,形成磁层空间。地球全球偶极磁场能有效屏蔽太阳风的高能带电粒子轰击,使得磁层犹如一个保护罩庇护了地球的大气圈、水圈、生物圈等(见图1)。
地球内部变化过程对了解地球演化历史至关重要。但由于地球深部物质保存困难,对早期(3亿年前)板块俯冲模式、地幔柱出现以及大型低剪切波速区稳定性等地球内部过程的认识缺乏约束。而古地磁记录特别是古地磁强度,可作为反映地球发电机启动、地球内核形成等早期地球深部过程的关键指标。显生宙存在数千万年不发生磁极倒转的超静磁期,这一过程被认为与地球深部的变化有关。目前古地磁结果显示地质时期可能存在三个超静磁期,分别...
双俯冲带普遍暴露出大陆边缘高压-超高压变质地体,这一现象受到地质学家的广泛关注和深入研究。台湾造山带和阿尔卑斯造山带均形成于极性相反的双俯冲-碰撞体系,却暴露出不同的高压和高压-超高压变质岩类型(图1)。然而,该体系下大陆边缘俯冲、碰撞和折返的动力学演化过程以及控制高压-超高压变质岩俯冲和折返的关键性参数至今未被充分研究和理解。
火星是地球的近邻。通常认为,火星在大约40亿年以前具有类似地球的全球偶极磁场,并存在宜居的生命环境。但由于某种原因在大约40亿年前,火星内部磁场发电机停止、全球磁场消失,导致外部太阳风直接与火星大气发生相互作用,加剧了火星大气的剥蚀和逃逸,火星也逐渐演化成为一颗大气稀薄,气候干冷的行星。
缅甸位于印度板块向欧亚板块斜向俯冲的交汇位置,是研究板块俯冲动力学的理想区域。板块俯冲不仅使缅甸地表产生了强烈的变形,形成了长约1250 km的实皆断层和南北走向的印缅山脉(图1a),同时在深部也可能影响了该地区的地幔流场。描述壳幔变形和地幔流动的最有效和最常用技术之一是剪切波分裂,然而由于缅甸地区缺少宽频带地震台站数据,对XKS(包括SKS、SKKS和PKS)震相的剪切波分裂分析仅局限在极少数台...
上地幔部分熔融控制着地球内部热演化、挥发份输送到大气圈的通量及地幔地球化学与地球物理属性等(Dasgupta et al., 2013)。碳在地球内部以多种形式存在,包括存在于岩浆、流体和矿物晶格中等,与上地幔的熔融行为密切相关(Aiuppa et al., 2021)。固体地球深部的碳元素通过休眠或喷发期的火山脱气作用,主要以二氧化碳的形式释放至地表的大气圈,从而控制着地球内部与表层系统的长时间...
地壳中的流体-岩石相互交代作用过程控制着地壳流变学性质、孔隙度结构和金属元素重新分布。许多世界级金属矿床,例如铁氧化物铜金(IOCG)矿床和斑岩铜金矿床,通常形成从钠化到钾化的蚀变分带。这些蚀变带是岩石和流体之间热力学不平衡的结果。主流的共识是:这种蚀变分带是由物理化学条件的改变引起,例如流体冷却、减压沸腾、水岩比值降低等。此外,水岩相互作用过程通常被近似处理为平衡系统。
Wilson (1963) 根据太平洋、大西洋及印度洋中火山岛的分布特征及年龄顺序提出了热点假说, 该假说认为岩石圈下的热点是相对“静止”的,当岩石圈从其上方漂过时,就会形成线状分布的火山岛链。在此基础上,Morgan (1971)提出的地幔柱假说,指出热物质自核幔边界(core-mantle boundary, CMB)上升,形成细长的柱状体并到达地表,称为地幔柱,而热点则是地幔柱在地表处的表现...

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