摘要：大地震的发生不仅与断层几何形态、应力积累状态有关,更和周围介质结构存在密切关系.近年来,随着观测手段的不断丰富和技术的不断发展,越来越多的研究工作聚焦于大地震震源区的精细结构,并将观测结果与发震机制联系起来.目前,地震学家普遍用凹凸体(asperity)模式解释大地震的发震机制,即断层从闭锁到突然滑断的过程.在这个过程中,断层深部几何形态和应力状态较难准确获取,而介质结构却可以通过地震层析成像和大地电磁探测等手段获得.本文将从大地震震源区介质结构的角度,系统总结已有的观测结果,探讨结构特征与凹凸体的关系.为此,我们对全球震级大于6级且震源区开展过凹凸体研究的地震事件进行了统计分析.本文共统计了123个不同震源机制的地震,包括54个板内地震和69个板间地震.这些地震研究主要分为两类:一类是结构研究;另一类是震源破裂过程研究.在结构研究中,共有17个板内地震和14个板间地震.这些地震的结构研究表明,震源区发震断层附近均存在高强度(高地震波速或高电阻率)的异常体,这些异常体被认为是地震发生的凹凸体,对地震的发生起到控制作用.在这31个大地震中,有4个地震发生在俯冲的海山处,海山即为明显的结构异常体,且有效正应力较高,是孕育大地震的高强度凹凸体.研究结果可以作为凹凸体对大地震发生起到重要作用的直接证据.在震源破裂过程研究中,共有92个大地震,研究表明断层附近存在较大的同震滑移带,推测存在高强度的凹凸体.并且,大多数地震具有显著的单侧破裂特征,而这与结构不均匀展布密切相关.破裂过程研究结果可以作为凹凸体对地震发生起到关键作用的间接证据.结构和破裂过程研究均表明,结构控制的凹凸体在大地震孕育过程中发挥着十分重要的作用.凹凸体具有高速、高阻及高力学强度的特征,更容易在长期的断层闭锁期中积聚构造应力,进而导致大地震的发生.因此,我们可以通过结构研究,利用高速、高阻异常体识别潜在的大地震凹凸体,评估断层的发震能力,从而为防震减灾工作提供重要依据.同时,我们发现凹凸体与震源机制无关,在逆冲断层、正断层和走滑断层中发挥着同样重要的作用.

摘要：介绍了应用钻井和三维地震资料来划分高精度(四级)层序和体系域的地震沉积学方法.其关键技术包括:(1)将地震数据进行90.相位调整来记录岩性,从而获得更完善的测井资料;(2)假设并解释沉积体系中连续的平面地貌特征.下面我们推荐一种新的解释方法,就是将高精度层序地层学的研究重点从解释垂直地震剖面转变为分析更加水平、分辨率更高的地震地貌信息. 这方面的研究表明,有岩性限制的地震资料中,地层切片可提供通常为同沉积体系的连续地震图像.反过来,这种图像又可作为识别和划分高频体系域、层序边界以及层序地质年代范围的基础.在路易斯安那近海的中新统地层中,运用测井资料划分的四级层序或层序组,可通过地震资料来划分,地震数据体的主频为30Hz,相当于分辨率为30ft(10m).所用的这一分辨率在井控外的地震覆盖区,对高精度层序地层格架进行精确再现非常有效.

摘要：0前言 本文的目的是帮助学生提高识别和解释“海滩球”图(地震学家推导的矩张量几何形状的图形表示)的技能.笔者把有关获取矩张量过程的大部分定量细节描述留给地震学教程或文献中讲述.然而,笔者发现有关如何手工获得震源机制解(FMS)的一些知识对学生很有用,因此整个过程并不具有多少黑箱艺术.文章末尾为想深入钻研计算震源机制解所使用的理论和方法的人列出了部分注释文献.

摘要：2021年5月22日青海省玛多县发生M7.4地震,造成玛多县境内的野马滩大桥和野马滩2号桥发生落梁破坏.中国地震局公布的地震烈度表明野马滩大桥处的地震烈度为Ⅸ.然而野马滩大桥附近无强震台站,未能记录到大桥附近的加速度时程,这也阻碍了野马滩大桥在地震作用下破坏机理的研究.因此,本文尝试采用经验格林函数方法、并参考医学上自身异位皮肤移植的理念,尝试评估野马滩大桥处的地震动的主要特征[包括地震动峰值加速度(PGA)的可能的取值范围和加速度时程],并与已公布的玛多地震的地震烈度、中国地震烈度表(GB/T17742—2020)、第五代地震动区划图(GB18306—2015)中的设计反应谱进行对比.结果表明:(1)本文得到的PGA的取值范围(320～620 cm/s2)与中国地震烈度表(GB/T17742—2020)中地震烈度为Ⅸ区内的PGA的取值范围(402～830 cm/s2)匹配程度较好;(2)本文合成的地震动反应谱与第五代地震动区划图中,野马滩大桥处的极罕遇地震动的加速度设计反应谱整体匹配较好,表明本文合成的加速度时程可以造成野马滩大桥落梁破坏.研究表明本文给出的野马滩大桥附近的地震动强度特征具备一定的参考价值,可作为野马滩大桥处的加速度时程输入,为研究该桥的坍塌机理提供数据支持.

摘要：目前世界多国掀起了第二次深空探测热潮.火星是人类重点关注甚至有移民愿望的行星.美国2018年发射了"洞察"号前往火星探测其内部结构,其科学目标是理解火星形成和演化过程.洞察号搭载了三套科学设备,其中火星地震仪是最为成功的,并取得了若干的研究进展.本文首先阐述火星地震学与内部结构研究进展,包括火星地震事件的识别过程、火星内部结构认识等.然后介绍美国Insight计划实施过程中地震学相关的科学家团队、科学装备以及科学软件平台建设及相应的组织形式,并讨论其对我国开展火星内部结构探测的启示及发展建议.

摘要：腾冲新生代火山位于印度板块与欧亚板块碰撞边界上.该区域构造活动强烈,火山具有潜在的喷发性,研究腾冲火山起源对于认识板块俯冲过程、火山活动规律具有重要意义.本文总结了近年来腾冲火山起源的最新进展,包括地球物理和地球化学的新成果,探讨了火山岩浆来源和火山形成的深部动力学机制.这些研究发现腾冲火山的形成主要与板块俯冲有关,早期俯冲形成的残余大洋板片和现今俯冲的印度板块都可能是交代物质的来源,大洋板片在深部释放融流体形成富集软流圈地幔和岩石圈地幔.后期岩石圈的伸展作用可能诱导了富集软流圈地幔的部分熔融,导致岩浆物质喷出地表.根据87Sr/86Sr与SiO2的相关性,得到腾冲玄武岩遭受到地壳混染作用不明显,而安山岩和英安岩遭受地壳混染作用明显.地球物理成像显示腾冲火山下方地壳中有不同尺度的岩浆囊,其中上地壳有若干小岩浆囊,在中下地壳有大岩浆囊.地震成像显示地壳中的低速体向下延伸至上地幔,很可能反映地壳中的岩浆囊有地幔热物质的持续供给.

摘要：行星科学是当今科学前沿领域,是我国科技战略的重要组成部分,是国家自然科学发展水平和综合国力的集中体现.行星科学是研究太阳系内与系外行星、卫星、彗星等天体和行星系的基本特征,以及它们形成和演化过程的科学,以深空探测为主要研究手段,由地球科学、空间科学、天文学等学科交叉产生.行星空间环境是行星多圈层耦合系统的重要部分,是行星与星际空间进行物质和能量交换的关键区域,对行星环境演化具有重要影响.行星空间分布着不同成分的中性大气,不同密度和能量的空间等离子体,具有不同强度和位形的磁场,在太阳风变化或行星内部驱动力的驱动下发生不同时间/空间尺度的物质输运、能量沉积/耗散等过程.从全局角度理解行星空间的物质和能量输运是研究行星物质逃逸和环境演化的关键.光学遥感手段可以弥补传统就位探测方法无法捕捉全貌、无法区分时空变化的不足,特别是地基光学遥感,成本低、可维护、可长期观测、可快速响应等,能产出重要的研究成果.本文介绍光学遥感的原理,光学遥感的行星科学应用.在此基础上,介绍中国科学院地质与地球物理研究所建立的中国首个地基行星遥感中心——冷湖行星地质观测中心,并对未来发展进行展望.

摘要：东日本大地震创造了战后日本灾难史上死亡和失踪人数之最.以本·威斯纳提出的"危害×脆弱性=灾难"这一公式为前提,这次大量死亡的灾难不能仅归咎于巨大的自然危害.那么,为何会造成如此巨大的灾难?战后日本所积累的防灾对策及方针(防灾体系)存在哪些问题? 战后日本防灾体系具有以下特征:①科学性;②不断提高的应对突发灾害能力;③以政府为中心的防灾对策;④中央集权的防灾对策. 基于①和②来预判地震的规模和海啸的高度,根据预估的危害推进海啸对策.但是,在地震的规模、海啸的高度、堤岸的基础设施、避难等方面常常会有各种意想不到的情况发生,造成"超预期"的伤亡.所以,必须重新审视日本防灾体系的①和②.对避难行为的分析表明,以政府为中心,由中央发布警报传达给民众的方式(由上至下方式)不是最有效的.以学校或社区等集体力量来避难更为有效.这就需要我们重新审视防灾体系的③和④. 因此,鉴于东日本大地震的经验教训,我们能够得出结论:必需对日本战后建立的防灾体系做出适当的调整.

摘要：随着浅部金属矿产资源逐渐开发殆尽,向第二深度空间(500～2000 m)找矿是未来必然的趋势.在深部找矿中,常规重、磁、电法的探地信号急速衰弱,无法满足勘探要求,而地震信号具有很好的穿透性及深层分辨率,非常适合于深部探矿.因此,地震方法在金属矿勘探领域的潜力被国内外很多专家学者看好,并做了许多相关的研究工作.本文首先通过对五种典型金属矿床的特征分析,探讨了常规反射地震方法在金属矿勘探中的适用性,认为岩性、岩体尺度和反射界面特征是反射地震适用与否的关键因素;其次通过综述金属矿地震勘探在采集、处理、解释反演和被动源勘探技术四个方面的研究进展,总结了目前需解决的关键技术问题,并展望未来的发展前景.最后指出:(1)在反射地震为主流勘探方法的情况下,应将工作重心放在解释反演上,挖掘资料潜力;(2)应基于岩石物理学探索金属矿成矿作用对地震属性的影响;(3)散射波及被动源相关理论是未来金属矿地震勘探的重要发展方向.

摘要：热层是位于地球表面大约90 km到近1000 km的大气圈层,它与电离层和低层大气都存在着复杂的耦合关系;同时热层作为人类航天器空间活动的主要区域,其大气直接影响着各类低轨航天器的运行轨迹.近年来,热层大气观测资料的逐步增加推动了热层大气变化特性的研究和大气模式的发展.本文首先综述了基于多源卫星观测数据的热层大气密度反演算法.着重介绍了基于精密轨道数据以及加速度计数据反演密度的主要算法,以及各种反演策略的优缺点.总结了当前工程常用的MSIS、Jacchia以及DTM热层大气模式在数据源、算法实现过程及其适用范围等方面的异同.接着介绍了基于当前最新大气密度观测数据结合已有大气模式,应用多项式、稀疏矩阵拟合以及数据同化等技术的大气模式优化研究进展.最后概述了基于观测数据研究热层大气响应磁暴、耀斑以及日食等空间事件方面的科学进展.

摘要：祁连造山带位于青藏高原东北缘,距南侧的喜马拉雅碰撞带前缘1500 km,以一个宽阔的(东西长约1000 km,南北宽200～400 km)、NW走向的造山带的形式被夹持于北侧的河西走廊盆地与南侧的柴达木盆地之间,西侧被NEE走向的阿尔金左行走滑断裂带所截切,北缘以青藏高原北缘断裂带,祁连山北缘断裂带和祁连山东缘断裂带与河西走廊盆地相邻,南东方向与西秦岭造山带相接,东缘与鄂尔多斯地块相邻.记录了新生代以来印度板块和亚洲大陆板块碰撞和青藏高原边缘造山和地壳变形的重要过程.对其地壳深部结构的探测是研究青藏高原隆升和向北扩展,理解印度与欧亚大陆碰撞的大陆内部构造作用的关键手段.自1980年代以来,前人在研究区实施了多条宽角反射/折射剖面,以揭示祁连造山带及周缘的地壳深部结构.本文通过对这些宽角反射/折射剖面的收集汇总和梳理分析,以探讨祁连造山带不同区段下方莫霍面起伏及深度差异,研究结果显示:祁连造山带莫霍面埋深整体自西向东变浅,最深的莫霍面位于北祁连造山带内的哈拉湖附近;结合其他地质与地球物理资料,本文推测莫霍面深度的起伏及变化状态揭示了祁连造山带由西向东不同的地壳缩短方式,其中西段最深的莫霍面可能由大陆俯冲的"底垫作用"所引起;中段的壳内低速体和低阻体反映了该区上下地壳解耦变形,地壳的持续缩短主要靠变形解耦面以上发育的大型逆冲断裂带调节;而莫霍面深度最浅的东段累积应力则主要靠左行走滑的海原断裂和壳内发育的逆冲断裂调节.

摘要：随着近年来空间大地测量学的不断发展,地球的质量中心(CM)与几何中心(CF)再也不是不可辨别的了.现在,国际地球参考框架(ITRF)原点被确定为CM,显示出相对真实的CM有从几毫米到1 cm范围内的季节性变化.由于科学家们研究地球的季节性及短时间尺度的动态形变,并开始把观测的地心运动与地球物理学模型的预测结果进行比较,参考框架显现出了因未考虑地心运动带来的明显误差.本文讨论了ITRF原点的性质,探讨了GPS测量对于地心运动的敏感性.我们发现地心运动的非线性值并没有包含在ITRF中,当前国际地球参考框架原点的特性在长趋势上反映地球的质量中心,但在季节性上反映几何中心.ITRF原点的本质取决于所采纳的运动学模型和无模型的网络运动.现有ITRF的原点应该定义新的术语来精确地反映CM的本质.这样,原点将保持其现有的长期稳定性,从而把季节性时间尺度的原点精度提高到亚毫米级水平.通过1度形变方法,GPS在测定季节和更短时间尺度的地心变化方面具有提供有价值信息的潜能.

摘要：地震预测是中国地震科学实验场的重要科学议程之一(《中国地震科学实验场科学设计》编写组, 2019). 围绕这个科学议程存在诸多争论,甚至在一个时期,地震预测是否仍作为实验场的科学目标,也有反复. 回避这些争论是不客观的. 这些争论不能、也不可能通过简单化的方式加以解决.

摘要：时变重力场综合反映了地球内部及表层物质的迁移特性,在地球科学领域应用广泛.21世纪以来,多个重力卫星相继成功发射,为实现全球时变重力场连续监测提供了数据支撑.利用重力卫星观测数据建立高精度时变重力场模型,是开展时变重力场相关科学应用的重要前提.自重力卫星计划提出以来,国内外学者致力于卫星时变重力场建模理论及方法的研究,随着观测数据的精化和解算方法的改进,时变重力场模型的精度水平得以显著提升.本文总结了近几十年来利用卫星跟踪卫星数据建立时变重力场球谐解的研究进展,重点围绕低低卫星跟踪卫星进行展开,包括建模基本原理和模型解算方法、观测数据的优化、背景摄动力模型的精化、解算方法的改进等,并给出了近年来尝试利用高低卫星跟踪卫星确定时变重力场的研究进展,最后探讨了下一代重力卫星计划的发展趋势,可为我国自主重力卫星数据处理和模型构建提供参考.

摘要：为实现太阳射电的全波段观测,子午工程二期太阳-行星际监测链分系统将建设 4套太阳射电频谱仪,覆盖十米波-米波-分米波-厘米波波段,将为太阳物理和空间天气研究和业务提供可靠的数据支撑.文中介绍了全波段射电频谱仪的系统构成和主要技术参数,对数据产品和定标过程进行了描述.

摘要：美国西海岸地区ShakeAlert地震预警系统能够在破坏性地震波到达前发布地震警报,从而减轻地震造成的灾害.经过近十余年的发展,ShakeAlert系统研发已基本完成,2019年10月17日,ShakeAlert?2.0系统开始在加利福尼亚全州进行测试,正式向全州公众发布地震预警信息.?本文回顾了ShakeAlert?2.0地震预警系统的发展历程,详细介绍了台站观测系统、数据传输系统、数据处理与警报中心、测试与认证平台、信息发布系统和终端用户显示等情况,旨在分析ShakeAlert?2.0系统在防震减灾方面的巨大效用以及对中国地震预警系统发展的借鉴.

摘要：火星上的气候跟地球有着重要的相似之处,两者的比较研究对于我们更好地了解地球大气历史和未来的演化具有重要意义.火星地表和大气中的沙尘及沙循环是火星气候系统中极为重要的一环,而沙尘暴是火星沙循环中最重要的动力学过程.基于已有的火星沙尘暴和大气波动的研究结果,我们对火星沙尘暴的发生时间和空间尺度以及季节演化进行了归纳;并对火星大气潮汐和行星波的研究进行了总结,分析其对沙尘暴的响应特征,以及大气波动的动力学效应对沙尘暴传播和沙尘空间分布的调制作用;最后,结合其耦合作用对两者未来的发展进行了展望.

摘要：冰川地震学结合了冰川学和地震学的综合优势,形成一门年轻的交叉学科.?冰震是指冰川运动和破裂过程中产生的振动,包括从微小的嘎吱声到相当于7级地震的突发性破裂或滑动.?当前,根据冰震发生的位置以及发生机理的不同,将冰震大概分为五类:冰川表层破裂、冰川终端崩解、冰内水力压裂、冰腔水流震荡、冰层基底黏滑.?冰震研究除了可以采用传统地震学方法外,也可以结合GPS、数值模拟、冰川物性等多学科综合方法来研究,进一步可以探究冰崩的发生过程及危险性评估.?本文回顾了国内外冰川地震学的研究进展,介绍了我国研究人员在青藏高原地区开展的冰川地震研究工作,综合探讨了冰川地震对天然地震研究的启示.

摘要：在美国,超过1.43亿人面临地震风险威胁.如果社会公众能够理解其面临的风险,并采取积极防御措施,地震影响就能显著减小.美国国家现代地震监测系统(ANSS)通过协作对地震与大地测量数据进行汇集与分析,及时发布地震发生及其影响的可靠信息,为地震研究及危险性与风险评估提供数据,这是建立地震韧性国家的重要基础.作为对ANSS的投资成果,现在对于发生在美国或世界上任何其他地区的任何显著地震事件都能够用一套产品来快速表征,在地震危机来临之际为人们提供态势感知.ANSS监测工作服务于科学研究和地震工程需求,这包括改进人们对建构筑物地震响应的理解.作为参与美国国家地震减灾计划(NEHRP)的四个联邦机构之一,美国地质调查局(USGS)为ANSS提供了管理与财政支持.2000年,美国国会颁布 《国家地震减灾计划》再授权法案[公法第106-503号(Public Law 106-503)]时,作为该计划的一项支撑设施,创立了ANSS.ANSS是美国联邦政府、州政府和学术界的合作.由于认识到地震灾害危险性与风险的地区差异性,所以ANSS管理结构强调区域执行与国家集成.其允许与其他联邦和州政府机构以及与关注地震监测的地球科学界和工程界协作.ANSS推动地方、区域和国家层面各机构间建立合作伙伴关系,共同致力于减轻地震灾害损失.这些合作关系对于ANSS在全国范围内的协调、在区域范围内的规划与执行,以及争取地方支持都是有必要的.许多承办学术机构、部分州政府机构、其他联邦机构、私人基金会和科学组织为ANSS的成长和(或)运行提供了支持.建设ANSS的需求最初在美国地质调查局(U.S.Geological Survey,1999)题为《美国地震监测评估——国家现代地震监测系统的需求》的出版物中率先提出.这些需求包括加强国内各监测台网间协调、开发新的地震信息产品,以及在全国范围内扩建监测基础设施.2000年以来,ANSS强化了基础设施建设与伙伴关系建立,并开发了新的地震信息产品与服务.虽然现有资助尚未达到ANSS的预期计划,但其1999年所设定的在野外及建筑物、桥梁和其他构筑物中安装7100个现代化地震观测站点的总体建设目标,截止2016年年底,已经完成了42％.ANSS产品的及时性与有效性提升了政府机构、应急响应人员、公众及工程界与科学界对ANSS能力的期望值.作为ANSS的投资成果,地震信息服务发生了革命性的变化.ANSS的品牌服务包括:向政府和应急管理人员提供即时地震通知,通过地震通知服务系统以电子邮件或文本形式提供快速通知、震源特征产品、提供实时地震信息的ANSS网站、一套实时态势感知产品(地震动图ShakeMap、地震动图发布系统ShakeCast、全球地震响应即时评估系统PAGER、"你有感么?"DYFI)、ANSS综合地震目录ComCat,以及由工程强地面运动数据中心(CESMD)为工程师提供的产品.在未来10年中,为了满足预期,ANSS必须在聚焦提升基础服务稳定性的同时确保获得不断创新的能力.ANSS具备在全国范围内进一步提升地震安全性并开展震后响应与处置的能力.本报告描述了一系列特定的发展机遇,并形成了ANSS未来10年的重点工作,包括使ANSS确保地震危机时有备无患,加强城市地区地震安全性,拓展降低地震风险的观测数据获取能力.把握机遇、实现目标,额外的资助也是十分有必要的.创立伊始,ANSS被视为创新与风险并存.如今已证明,尽管只得到了部分资助,ANSS却是成功的.我们的国家在快速发展,国家的结构体系日趋庞大和复杂,如果耽于成就,接受现状,我们将会面临更多的地震风险.ANSS要充分发挥其在减轻地震灾害损失方面的潜力,就必须不断前行——引发地震的构造力是无情的,它们将永不停息,我们减轻国家地震灾害的努力也将永不停息.