Vol.
55
No.
2
评述 | 固体地球
高分辨率全波形地震成像研究——进展、挑战与展望
杨顶辉, 董兴朋, 黄建东, 方志龙, 黄雪源, 刘少林, 刘梦雪, 蒙伟娟
中国科学: 地球科学, 55(2), 319-347 (2025)
文章综述了高分辨率全波形成像的最新进展、面临的挑战及未来方向, 系统分析了当前存在的诸多问题及可能的解决方案, 讨论了全波形成像在资源勘探、工程检测、医学成像等领域的应用潜力, 并指出了未来研究的新方向.
地下实验室•深地观测•科学问题——来自深地多物理场观测的启示
任辉启, 王赟, 陈畅, 付广裕, 邱隆清, 郭良辉, 谢成良, 贺永胜, 孙和平, 滕吉文
中国科学: 地球科学, 55(2), 348-366 (2025)
利用煤矿地下巷道等空间建设的地下实验室, 具有“超静”和“超净”的特征, 有利于开展多物理场的超高精度长期稳定观测, 可为慢地震的捕获和研究、Schumann谐振的固体地球衰减特征以及与脑磁、心磁等交叉学科问题的探索提供基础科学数据支撑.
评述 | 行星空间
地球磁层中能量的注入、传输和耗散
符慧山, 曹晋滨
中国科学: 地球科学, 55(2), 367-396 (2025)
文章围绕地球磁层中的能量注入、能量传输和能量耗散三个过程展开讨论, 回顾近年来的研究进展, 阐述其中存在的关键科学问题, 介绍涉及的模型、方法以及与此相关的卫星探测计划, 目的是把这三个过程有机串联起来, 呈现一个完整的磁层能量链条, 为揭示空间天气机理提供参考, 为建立空间环境模型和预报空间天气事件提供服务.
评述 | 大气海洋
福岛核事故源放射性铯海洋扩散研究进展及其对福岛核污染水排海应对的启示
张通, 侯小琳, 范煜坤
中国科学: 地球科学, 55(2), 397-415 (2025)
理清和预测福岛核污染水海洋扩散过程是科学应对其环境辐射风险的关键之一. 文章系统论述了2011年福岛核事故释放的放射性铯在北太平洋及其边缘海的海洋扩散模式和研究不足, 探讨了其对福岛核污染水排海应对的启示.
古气候数据同化：原理和展望
张昊勋, 李明松, 胡永云
中国科学: 地球科学, 55(2), 416-434 (2025)
古气候数据同化结合了地球系统模型与替代指标两类古气候研究方法的优势, 是重建过去气候与环境状态的变革性新技术. 文章梳理了该技术的四个主要模块与应用实例, 探讨其局限性、发展趋势及应用前景.
评述 | 表层地球
降水形态转变及其影响研究进展与展望
李雪梅, 车涛, 唐源隆, 段焕娥, 王桂钢, 张旭, 杨传明, 吴俊, 张悦, 李兰海
中国科学: 地球科学, 55(2), 435-453 (2025)
降水形态转变及其影响研究是当前国际前沿热点. 文章系统梳理了近百年来降水形态观测、判别、转变及其影响等方面研究的历程、现状和进展, 全方位分析了该研究的贡献、问题和不足, 多视角展望了其未来研究的方向、潜力和前景.
论文 | 表层地球
生态系统中真菌生物量对土壤稳定碳库的贡献
王翔, 余光辉, Yakov KUZYAKOV, 殷博昊, Andreas KAPPLER, 刘丛强
中国科学: 地球科学, 55(2), 454-467 (2025)
利用全球真菌碳库、矿物结合态碳库和高分辨纳米离子探针质谱分析, 阐明了生态系统中土壤真菌与活性矿物的耦联关系, 揭示了真菌-纳米矿物互作机制, 研究结果为深入理解微生物在土壤碳稳定与储存中的关键作用提供了新认识.
1.5℃全球气候主张对中国土地系统长期影响的模拟与分析
吕佳婴, 宋长青, 高怡凡, 叶思菁, 高培超
中国科学: 地球科学, 55(2), 468-484 (2025)
1.5℃全球气候主张会对土地系统产生重要影响. 文章探究了全球温升1.5℃及未采取更新减排措施情景下的2100年中国土地系统变化, 相关结论对中国应对气候变化风险、促进可持续发展具有重要意义.
人类活动对西北地区艾比湖长期及季节变化的影响
邓浩鑫, 汤秋鸿, 张志栋, 刘星才, 赵罡, 崔世博, 张志平, 邵帅, 刘建宝, 陈发虎
中国科学: 地球科学, 55(2), 485-499 (2025)
通过模型实验, 文章揭示了西北地区典型内陆湖泊艾比湖的面积对气候变化和人类用水的长期及季节性响应. 结果表明, 气候“暖湿化”无法抵消人类用水的影响, 灌溉和畜牧业导致艾比湖长期萎缩, 灌溉还加剧了湖面的季节性波动.
公元前第二千纪以来东欧平原西南部黍作物的利用
安婷, 朱萝雅, 田洁, 温成浩, 杨猛, 郝红星, Magda LAZAROVICI, Gheorghe LAZAROVICI
中国科学: 地球科学, 55(2), 500-511 (2025)
东欧平原西南部是早期东西交流的关键枢纽, 黍作物约3600年前传入该地区. 文章研究发现, 自青铜时代晚期以来, 该地区黍作物的利用延续至今, 且存在明显的历时性波动, 黍作物的利用相对集中于青铜时代末至铁器时代初(1200~800BC)和罗马帝国晚期(AD250~400).
全新世云南腾冲青海湖泊生态演变对气候变化和人类活动的响应
张恩楼, 郑文秀, 曹艳敏, 倪振宇, 赵雁捷, 孙伟伟
中国科学: 地球科学, 55(2), 512-523 (2025)
通过分析云南腾冲青海全新世湖泊摇蚊群落记录, 揭示了气候变化与人类活动对湖泊生态系统的双重作用, 其中晚全新世以来人类活动显著影响了摇蚊群落的多样性与稳定性. 该项研究为理解当前生态系统演化提供了重要启示.
中国大陆古新世-始新世极热事件时期野火的时空演变
王学婷, 陈祚伶, 崔琳琳, 王旭
中国科学: 地球科学, 55(2), 524-536 (2025)
在古新世-始新世极热事件时期, 高温多雨和植被演替导致南阳、抚顺盆地等北半球多数地区总体呈现“低野火状态”, 该事件恢复阶段逐渐演变为“高野火状态”, 由此引发的黑碳埋藏可能对巨量轻碳吸收有重要贡献.
论文 | 大气海洋
中国东部主要河流和边缘海碎屑沉积物Sr-Nd同位素特征及物源示踪意义
高小宝, 李超, 段知非, 郭玉龙, 杨守业
中国科学: 地球科学, 55(2), 537-551 (2025)
文章搜集和分析了中国东部河流及边缘海细粒级陆源碎屑沉积物Sr-Nd同位素特征, 结果表明河流流域中沉积物εNd受不同物源贡献差异控制; 由于端元特征接近, 在中国东部边缘海使用Sr-Nd同位素方法定量研究物质源汇过程仍面临挑战.
论文 | 行星空间
基于澳门科学一号卫星的地面人工甚低频波台站导致的南大西洋异常区内辐射带电子“峰”观测
孙翌馨, 刘鹰, 宗秋刚, 郝以鑫, 邹鸿, 叶雨光
中国科学: 地球科学, 55(2), 552-562 (2025)
南大西洋异常区是近地空间中的一个特殊区域, 其磁场较弱, 能量粒子通量较高, 低地球轨道卫星经过此处时面临的空间天气较为恶劣. 澳科一号卫星数据发现, 在南大西洋内部可以观测到澳大利亚地面甚低频波台站NWC散射内辐射带电子投掷角形成的局地通量最大的 “峰”, 该峰可能来自于漂移损失锥外特定投掷角区域内的电子.
论文 | 固体地球
华南埃迪卡拉纪-寒武纪(551~523Ma)硅质海绵动物的分布及其对海洋氧化的影响
叶炎, 张磊, 陈灿, 常珊, 易雨昊, 冯庆来
中国科学: 地球科学, 55(2), 563-577 (2025)
硅质海绵动物在华南埃迪卡拉纪末期的下大陆架和斜坡地区开始出现, 在寒武纪早期扩张到上大陆架和深水盆地, 且硅质普通海绵动物的出现早于硅质六射海绵动物. 箱式模型模拟表明海绵动物的滤食效应可以导致较低程度的深海氧化.
大陆岩石圈地幔在深部F和Cl循环中作用——来自华北克拉通大北沟玄武岩的启示
吴亚东, 杨进辉, 孙金凤, 王浩, 周宝全
中国科学: 地球科学, 55(2), 578-595 (2025)
对华北克拉通早白垩世大北沟玄武岩研究表明, 其起源于交代岩石圈地幔, 且母岩浆具有高的F含量和F/Cl比值. 这可通过层析交代过程中角闪石结晶所解释, 进而强调了岩石圈地幔中含水矿物在调节深部F和Cl循环中的重要作用.
四川盆地深层天然氢气形成机制
王晓梅, 何坤, 杨春龙, 谢豪, 王晓波, 吕怡潼, 谢林丰, 张水昌
中国科学: 地球科学, 55(2), 596-612 (2025)
文章对四川盆地深层天然气中氢气含量和同位素进行报道. 探索了不同产氢途径的H同位素分馏效应, 揭示氢气主要形成于基底花岗岩的放射性作用和Fe(II)矿物水热反应, 同位素的异常偏轻表明沉积盆地深层氢气处于动态成藏过程.
慢地震背景下石英变形的分子动力学模拟研究
孙静娴, 郭谦谦, 侯泉林
中国科学: 地球科学, 55(2), 613-625 (2025)
慢地震与普通地震不同, 其震源机制至今仍是未解之谜. 慢地震源区具有明显的塑性变形特征, 通常认为塑性变形过程没有能量释放, 无法提供慢地震所需能量. 文章运用分子动力学方法, 从构造应力化学视角探讨石英在塑性变形中化学能的储存和释放过程, 为慢地震震源机制解提供新的思路.
2023年2月6日土耳其MW7.8和MW7.5双强震地表破裂与东安纳托利亚断裂带强震危险性
梁朋, 徐岳仁, 周晓成, 李营, 田勤俭, 张会平, 任治坤, 俞晶星, 李传友, 龚正, 王世广, 窦爱霞, 马自发, 李俊杰
中国科学: 地球科学, 55(2), 626-641 (2025)
2023年土耳其东安纳托利亚断裂先后发生MW7.8和MW7.5双强震, 造成地表破裂长达数百公里. 文章基于多种震后高分辨率卫星遥感数据系统地解译了地表破裂的空间展布与位错分布, 结合该地区历史地震、古地震等数据, 分析了东安纳托利亚断裂未来区域强震危险性.
接地源短偏移瞬变电磁法理论及其在深部矿产勘探中的应用
薛国强, 武欣, 陈卫营, 周楠楠
中国科学: 地球科学, 55(2), 642-654 (2025)
电磁法是探测矿体的重要手段. 对于接地源瞬变电磁法, 国际上采用的“远源-平面波”模式, 信号弱、精度低. 文章建立“近源-曲面波”新模式, 提出短偏移距瞬变电磁法, 自主研发出专用装备技术, 为3000m矿产资源精细探测提供手段.
动态 | 固体地球
卡罗琳板块与穆绍海沟俯冲
孙卫东, 张天羽
中国科学: 地球科学, 55(2), 655-659 (2025)
卡罗琳板块位于特提斯构造域与太平洋构造域交汇处, 是两大俯冲带相互作用下形成的山弯构造演化的产物, 其命运主要受控于太平洋板块俯冲. 卡罗琳板块与菲律宾板块挤压, 导致了穆绍海沟的形成; 在向西的俯冲起始后, 穆绍海沟俯冲停止.
点评 | 固体地球
分子动力学模拟计算是揭示氦富集机制的关键
刘文汇
中国科学: 地球科学, 55(2), 660-661 (2025)
战略资源氦在自然界的富集, 运移机理是关键, 分子动力学模拟成为揭示其运移机理的最有效手段. 关平团队利用分子动力学模拟技术揭示氦在自然界赋存特征、纳米尺度的运动状态及其与其他分子之间的相互作用, 为氦气在自然界的富集机理提供了理论基础.
点评 | 大气海洋
全球变暖已经导致降水变率和灾害风险加剧了吗？
王会军
中国科学: 地球科学, 55(2), 662-664 (2025)
近年来, 全球范围内旱涝急转等复合灾害频发. 最新研究表明过去百年来人类活动已导致全球降水变率增强, 将对水循环变化的认识由平均态和极端事件拓展到多时间尺度的变率, 为水循环和旱涝灾害风险提供了新认识. 文章对相关工作进行了解读.
提升天气预报能力: 数据同化中初始条件敏感性与误差动态的问题
符伟伟
中国科学: 地球科学, 55(2), 665-668 (2025)
数据同化方法与不同类型的观测数据如何相互作用, 这种作用又如何影响后续误差的增长, 学界对这些问题的认知还十分有限. 雷荔傈团队从新的视角, 系统揭示了数据同化不同组成部分对初始条件误差和后续预报误差增长的影响, 并提出了未来数据同化需要应对和解决的一些挑战.
封面
全波形成像是一种获取高精度地下结构模型的重要方法, 有助于深入理解地球内部结构与物质组成、地震发生机制、板块运动和动力学过程. 此外, 全波形成像在资源勘探、医学成像和工程检测等领域展现出了广泛的应用前景. 封面展示了全波形反演方法在不同尺度成像方面的应用和发生在青藏高原东缘某次地震(S)的波场传播过程, 地震波从震源出发逐渐向外扩散, 波形记录被周边地震台站接收到. 全波形成像的核心在于通过迭代反演, 逐步调整模型, 使得合成波形(红色)与观测波形(蓝色)尽可能匹配. 当前, 全波形反演已被广泛应用于油气勘探尺度、区域尺度及全球尺度的地球内部结构研究中. 详见319~347页杨顶辉等人的文章.
