劉光鼎

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主編寄語

加強地震帶構(gòu)造研究，促進社會可持續(xù)發(fā)展

劉光鼎

固體地球是人類的家園，為我們提供了生存與發(fā)展所需的各種資源與能源．500年來，人類工業(yè)化的進程與地球的相互作用，產(chǎn)生了地質(zhì)環(huán)境惡化、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)等方面的不可持續(xù)發(fā)展的問題．上述問題的解決需要開拓地球物理學(xué)的研究領(lǐng)域．中國擁有960萬km2的陸地和近300萬km2的海域，獨特的地域環(huán)境和自然現(xiàn)象、復(fù)雜的大陸組成與結(jié)構(gòu)、年輕的山脈和構(gòu)造活動性等，為固體地球科學(xué)的發(fā)展提供了獨特的科學(xué)問題和天然試驗室，南北地震帶的研究就是其中的重要課題之一．

地球科學(xué)的永恒主題是地球的組成、結(jié)構(gòu)和形成、演化，這也是地球物理探測的主要目標．46億年來地球演化的過程中發(fā)生過各種各樣的地質(zhì)作用，反映了地球在不同時期行為的特點．這些地質(zhì)作用的記錄稱為“事件”，可粗略分為三種尺度：全球尺度、區(qū)域尺度和局部尺度．海平面升降、生命大爆發(fā)或者生命大滅絕都屬于全球尺度，而中國大陸大地構(gòu)造格架為三橫（東西向）兩豎（南北向）兩個三角，不僅表明“一路一帶”的重要性，而且還表明西部新生代晚期青藏高原隆升、新生代南北地震帶形成演化，都屬于區(qū)域尺度．不言而喻，區(qū)域大地構(gòu)造研究是全球構(gòu)造理論的基礎(chǔ)．比區(qū)域尺度還要高的尺度叫局部尺度，這個尺度主要與礦產(chǎn)資源勘探有關(guān)．對于公益型的地球探測研究，主要進行區(qū)域尺度的探測，研究對象為區(qū)域地殼上地幔，目標是搞清區(qū)域地殼上地幔的組成結(jié)構(gòu)與演化．開展區(qū)域地殼上地幔研究的問題主要有二：

其一是區(qū)域的面積很大，可達上百萬平方公里，用幾條剖面只能大略地在切面上看一下沿線的地殼結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)不在線重要信息的幾率非常低，達不到揭示演化事件的細節(jié)的目標．

其二是研究成果如何驗證的問題．地球探測得到的“成果”就是關(guān)于區(qū)域地殼上地幔組成結(jié)構(gòu)的一些科學(xué)假說．驗證的方法一是預(yù)測、二是鉆探．由于地質(zhì)作用進行十分緩慢，如一年的變形速率大約在1～5mm級次，通過預(yù)測來驗證假說至少也要等幾十年的時間．而且，在這幾十年中又會有幾十個更新穎的假說出現(xiàn)，到底去驗證哪一個？科學(xué)鉆探是客觀的驗證，但是不僅耗費巨大，而且目前只能鉆在1萬米左右，無法打穿上地殼堅硬的結(jié)晶巖石．

然而，地球探測的同行們并沒有放棄探測區(qū)域地殼上地幔的努力，因為這件事不僅涉及到新全球構(gòu)造理論的開創(chuàng)，也與現(xiàn)代社會人類面臨的能源、資源危機與環(huán)境災(zāi)害密切相關(guān)．近年來，借助信息時代的技術(shù)支撐，地球物理學(xué)找出了幾種能進行面積性調(diào)查而且成本很低的地球探測新方法，其中最重要的就是流動地震臺站遠距離接收的地震層析成像、大地電磁法探測和區(qū)域重力場多尺度分析及多層密度反演．本專輯中相當部分論文就是利用這些新進展對中國

中部南北地震帶區(qū)域地殼上地幔進行探測取得的研究成果．

南北地震帶北起陰山和河套盆地，向南經(jīng)過銀川盆地、六盤山、西秦嶺、龍門山松潘甘孜、西康地區(qū)，直到滇西三江，這里地勢險要、人口比較密集，但是地震等各種地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)．在地質(zhì)上南北地震帶緊接青藏高原東緣，是青藏高原向東部克拉通盆地過渡的構(gòu)造轉(zhuǎn)換地帶．新近紀以來受印度—澳大利亞板塊向北碰撞－俯沖的影響，南北地震帶發(fā)育了大量地殼深部的活動斷裂構(gòu)造，它們控制了中國大陸東西部的地震活動性和活動大地構(gòu)造特征．本專輯中的論文通過研究南北地震帶地殼深部的活動斷裂和其他構(gòu)造，揭示區(qū)域地震活動性成因和活動大地構(gòu)造特征，對于該區(qū)的可持續(xù)發(fā)展具有一定的指導(dǎo)作用．

2012年G8峰會前夕，全球15個國家的科學(xué)院聯(lián)合簽署了一份名叫“G－Science”的科技聲明，聲明認為目前全球三大難題是：第一，如何同時滿足人類對水和能源的需求；第二，如何形成人類對自然災(zāi)難和技術(shù)災(zāi)難的彈性應(yīng)對機制；最后，如何精確測定各國溫室氣體排放量并形成國家減排目標和履行國際義務(wù)．呼吁G8領(lǐng)導(dǎo)人進一步考慮科學(xué)與技術(shù)在解決全球挑戰(zhàn)中的重要性和緊迫性．上述15個國家的科學(xué)院來自中國、巴西、加拿大、法國、德國、印度、印度尼西亞、意大利、日本、墨西哥、摩洛哥、俄羅斯、南非、英國和美國．聲明呼吁，各國政府應(yīng)積極解決全球三大難題，并形成系統(tǒng)性、創(chuàng)新性的解決辦法．聲明強調(diào)了科學(xué)在解決全球三大難題中的重要性和緊迫性．開拓區(qū)域地球物理學(xué)的研究領(lǐng)域，加強南北地震帶地殼構(gòu)造和活動構(gòu)造研究，體現(xiàn)了中國地球物理學(xué)界對解決全球三大難題的積極響應(yīng)，這也是《地球物理學(xué)報》推出本期專輯的目的．

本專輯特邀請楊文采、王椿鏞先生做為執(zhí)行主編，他們?yōu)閷］嫷某霭娓冻隽司薮筘暙I．在此我表示衷心的感謝?。∧壳拔覈趯嵤┝?xí)總書記得出的“一帶一路”的戰(zhàn)略構(gòu)想，在大力加強“一帶一路”研究的同時，為了中國社會的可持續(xù)發(fā)展，希望大家一起來加強區(qū)域地球物理學(xué)研究，查明中國大陸和海洋的地殼上地幔，使人類與地球的互動更加和諧和協(xié)調(diào)．

二〇一五年十月一日