地球内部运行机制与表层响应
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  • “地壳一号”钻机： 将人类“视距”延伸至地下万米
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“地壳一号”钻机： 将人类“视距”延伸至地下万米

“上天、入地、下海、登极”是人类认识自然和挑战自然的四大壮举。以大陆科学钻探为主的“入地”工程是获取地下实物信息的唯一手段,其难度绝不亚于“上天”工程。 受困于地壳岩石阻隔，人类对地球内部知之甚少。若想对地球内部结构和物质成分进行探测，最直接、最有效和最可靠的方法是向地球纵深打一口科学钻探井，将人类的“视距”向地球内部延伸数千米甚至上万米，进而一探究竟。 7018米！ 2018年6月2日，由我国自主研发的万米钻机“地壳一号”正式宣布完成“首秀”：以完钻井深7018米创亚洲国家大陆科学钻井新纪录,标志着中国成为继俄罗斯和德国之后,世界上第三个拥有实施万米大陆钻探计划专用装备和相关技术的国家，这让参与其中的科研人员激动不已。 为满足我国地球深部探测工程的重大需求，我国于2009年启动了“深部探测技术与实验研究专项”，其中第九项目“深部探测关键仪器装备研制与实验”由吉林大学教授、博士生导师黄大年担任负责人，该项目的第五课题“深部大陆科学钻探装备研制”由时任吉林大学副校长、教授孙友宏担任负责人，该课题的主要任务是研制“地壳一号”万米钻机。 2013年10月15日，50辆大型拖车装载着被分拆成零件的“地壳一号”从四川省广汉市出发前往东北；2014年4月13日零点，“地壳一号”万米钻机在位于松辽盆地的松科二井现场实施开钻作业；2018年，松科二井正式完井，超额完成预定目标，在理论、技术、工程、装备等方面均实现了重大突破，极大地提升了我国地球深部探测的能力和影响力。 进军 一场科技竞赛在地球内部展开 “上天、入地、下海、登极”是人类认识自然和挑战自然的四大壮举。以大陆科学钻探为主的“入地”工程是获取地下实物信息的唯一手段,其难度绝不亚于“上天”工程。 受困于地壳岩石阻隔，人类对地球内部知之甚少。若想对地球内部结构和物质成分进行探测，最直接、最有效和最可靠的方法是纵深向地球内部打一口科学钻探井，将人类的“视距”向地球内部延伸数千米甚至上万米，进而一探究竟。 通过科学钻探，在地质学方面，可以研究地球深部构造及演化、地球深部流体及其作用，校验地球物理探测结果；在资源能源开发利用方面，可以研究成矿理论、油气成因，调查和开发深部热能；在环境科学方面，可以研究地震成因、火山喷发机理、地质灾害预警、地球气候演变、生命演化历史。因此，科学钻探被形象地誉为了解地球内部信息的“望远镜”。 基于此，上世纪末一些先行者开始向地球深处“进军”。 大陆科学钻探工程开始于20世纪60年代初，苏联地质学家H.A.别里亚耶夫斯基等人根据深部地球物理资料提出，为获取整个地壳剖面，至少要在全球6个地区打超深井。 1970年，由苏联科学家主导的科拉超深钻孔工程启动，其中最深的一个钻孔SG-3超深孔1986年3月达到11300米。与此同时，其他国家也开始了在这方面的探索，例如美国的罗杰斯1号孔（9583米，1974年）和德国的KTB井（9101米，1994年）。 1996年，国际大陆科学钻探计划(ICDP)正式成立以来，更多国家开始参与制定并组织实施科学钻探，加入到国际大陆科学钻探计划中来。此时，各国争先恐后的重要原因，在于以深井油气钻探装备为依托的大陆科学钻探工程，在一定程度上反映了一个国家的经济实力和科技发展水平。这是一场科技竞赛，谁也轻易不敢掉队。 而在那时，我国最深的科学钻探孔为CCSD-1孔，深度仅为5158米。 攻关 见招拆招解决“三高”难题 超深孔钻探面临一系列的世界级难题，其中最难以攻克的，便是要在地球的高温、高压、高地应力“三高”条件下，确保钻具的配件和电子元件能正常工作、取芯工作能够顺利进行。 为解决“三高”难题，我国的科技工作者们进行了艰苦卓绝的科研攻关。 经过4年多的努力，吉林大学成功研发出了我国首台万米大陆科学钻探专用装备——“地壳一号”万米钻机，解决了我国深部钻探装备转盘回转速度低、设备自动化程度低和深部钻探钻头压力控制精度低的三大技术难题，突破了高转速全液压顶部驱动钻进、高精度自动化摆排管、高速度钻杆柱自动拧卸输送和高精度自动送钻四大深部钻探装备关键技术，形成了具有自主知识产权的高性能深部科学钻探装备和配套装置，填补了我国在深部大陆科学钻探装备领域空白，大大提高了我国超深井科学钻探装备的技术水平。 “此外，‘地壳一号’万米钻机还应用了一套由我们研发的自动化钻井装置，其主要包括自动摆排管装置、自动拧卸装置、自动‘猫道’装置以及我们国内钻深能力最大的一台全液压顶驱装置。”吉林大学机械学院教授沙永柏说。 地球内部的高温泥浆，被誉为钻井的“血液”。在钻井过程中，井钻得越深，泥浆温度越高，钻探技术难度越大。 在对国内外近30家泥浆材料供应商的产品进行遴选和配方试验后，中国地质大学（武汉）工程学院勘察与基础工程系教授乌效鸣研制出一种超高温水基钻井液配方，使钻井设备可经受住240摄氏度以上的高温考验，刷新我国钻井液应用的最高温度纪录，给工程节省大量资金，保障了钻孔安全。 成就 相关成果服务“一带一路” 岩心作为地下岩石的剖面截取物，是人类了解地球深部唯一的实物资料。取出岩心后，地学家们通过技术手段对其进行分析研究，借此来了解地球的成因、研究古环境古气候的变化规律、研究地质构造运动、发现矿产资源和油气资源。 “高于96%的取心率，获得了连续完整的4014米岩心。”“地壳一号”工程项目取得的众多成果中，这一项被地质专家们津津乐道。 按照要求，从井中取出的圆柱形岩心，无论大小，其每间隔10厘米或20厘米要贴上唯一的“身份证”编码，包括钻孔名称、回次号、岩心段等信息。这些数据伴随岩心一起被存入国家实物地质资料库。借助“地壳一号”万米钻机获得的这些岩心，为我国科学家建立地球演化档案提供了难得的资料，也为大庆油田未来50年时发展和我国能源安全提供了重要的数据支撑。 松科二井工程首席科学家、中国科学院院士王成善说，松科二井完井是国际大陆科学钻探计划历程中一件大事，也是中国入地工程的一件标志性事件。实施这个工程最主要目的就是要探究距今6500万年至1亿4千万年期间，即白垩纪时期重大地质事件、烃源岩的生成与古环境古气候变化的奥秘。 据了解，目前“地壳一号”钻机的相关技术成果已经成功应用于我国低温钻机系列设备中，比如“极光”号极地钻机。 目前，“极光”号极地钻机已被应用在俄罗斯北极圈亚马尔高寒地区油气勘探作业中。亚马尔液化天然气项目是中俄能源合作的重大项目，是中国提出“一带一路”倡议后实施的首个海外特大型项目。 “极光”号极地钻机是应用于中俄亚马尔液化天然气项目的重要大型设备，该钻机可在零下50摄氏度低温和12级以上强风环境下连续工作。这也是我国制造的首台可以在零下55摄氏度环境作业的极地钻机。 “地壳一号”项目的技术成果还被广泛应用于深部油气钻机和海洋钻机钻井包中，应用其成果的相关设备出口到阿联酋、委内瑞拉、俄罗斯、美国等多个国家和地区。 相关行业专家表示，“地壳一号”万米钻机的研制及应用，标志着我国地学领域对地球深部探测的“入地”计划取得重大阶段性进展，为后续国家地壳探测工程的全面实施、探求地球深部奥秘提供了高技术手段，也将带动我国深部油气资源和地热资源勘探开发行业的技术进步。

2021-07-02  (点击量：71)

2020年AGU新增62名会士名单

AGU会士是国际地球与空间科学界最高的荣誉之一。自1962年起，AGU每年遴选出在地球和空间科学研究领域中最有远见卓识、取得卓越成就的科学家授予AGU会士，以表彰他们在各自领域中做出的开创性工作与杰出贡献。每年当选会士的比例不超过全球AGU会员总人数的千分之一，今年全球共有62人当选AGU会士。 2020 AGU Fellows Rachel Abercrombie,Boston University Mark A.Altabet,University of Massachusetts Dartmouth Jean-Paul Ampuero,Institut de Recherche pour le Développement and UniversitéCôte d’Azur Brian Jay Anderson,The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Denis Andrault,UniversitéClermont Auvergne Janice L.Bishop,SETI Institute Bernard P.Boudreau,Dalhousie University Gordon E.Brown Jr.,Stanford University Larry D.Brown,Cornell University Michael Brown,University of Maryland,College Park Martyn P.Chipperfield,University of Leeds Hugh Joseph Christian Jr.,University of Alabama in Huntsville John A.Church,University of New South Wales William D.Collins,Lawrence Berkeley National Laboratory and University of California,Berkeley Rita R.Colwell,University of Maryland,College Park Anne Davaille,Centre National de la Recherche Scientifique and University Paris-Saclay Joost de Gouw,University of Colorado Boulder Noah S.Diffenbaugh,Stanford University Edward J.Dlugokencky,Global Monitoring Laboratory,National Oceanic and Atmospheric Administration Sherilyn Claire Fritz,University of Nebraska–Lincoln Rong Fu,University of California,Los Angeles Paul J.Hanson,Oak Ridge National Laboratory Rainer Helmig,University of Stuttgart Timothy D.Herbert,Brown University Marika M.Holland,National Center for Atmospheric Research Shafiqul Islam,Tufts University Ralph A.Kahn,NASA Goddard Space Flight Center Thomas R.Knutson,Geophysical Fluid Dynamics Laboratory,National Oceanic and Atmospheric Administration Yochanan Kushnir,Lamont Doherty Earth Observatory,The Earth Institute,Columbia University Kate Lajtha,Oregon State University Nadia Lapusta,California Institute of Technology Ngar-Cheung Lau,The Chinese University of Hong Kong Jian Lin,Woods Hole Oceanographic Institution/South China Sea Institute of Oceanology/Southern University of Science and Technology Gang Lu,National Center for Atmospheric Research Barbara A.Maher,University of Lancaster Cathryn A.Manduca,Carleton College Larry A.Mayer,University of New Hampshire I.Nicholas McCave,University of Cambridge William H.McDowell,University of New Hampshire Greg McFarquhar,University of Oklahoma William Beall McKinnon,Washington University in St.Louis Isabel Patricia Montañez,University of California,Davis Athanasios Nenes,École Polytechnique Fédérale de Lausanne Augusto Neri,Istituto Nazionale di Geofisica eVulcanologia Gregory S.Okin,University of California,Los Angeles Dr.Glenn Scott Orton,Jet Propulsion Laboratory,California Institute of Technology Aaron Packman,Northwestern University George K.Parks,Space Sciences Laboratory,University of California,Berkeley Josep Penuelas,Spanish National Research Council(CSIC)–Centre for Ecological Research and Forestry Applications(CREAF) Laura J.Pyrak-Nolte,Purdue University David M.Rubin,University of California,Santa Cruz Zachary D.Sharp,University of New Mexico Hanqin Tian,Auburn University Hrvoje Tkal?i?,The Australian National University Remko Uijlenhoet,Delft University of Technology and Wageningen University&Research Tonie van Dam,University of Utah Isabella Velicogna,University of California,Irvine Andrew W.Western,The University of Melbourne Garry Raymond Willgoose,The University of Newcastle Tandong Yao,Institute of Tibetan Plateau Research,Chinese Academy of Sciences Qing-Zhu Yin,University of California,Davis Chidong Zhang,Pacific Marine Environmental Laboratory,National Oceanic and Atmospheric Administration Citation:Bell,R.,and L.Myles(2020),2020 class of AGU Fellows announced,Eos,101,https://doi.org/10.1029/2020EO151830.Published on 18 November 2020.

2020-12-01  (点击量：3703)
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《2021年度国家自然科学基金项目指南》征订通知

各依托单位及相关部门： 　　国家自然科学基金委员会编制的《2021年度国家自然科学基金项目指南》（以下简称《项目指南》）将于2021年1月中旬前在我委门户网站发布。为充分满足用户需求，我们将同步提供线上浏览、线下发行两种服务方式。 　　纸质版《项目指南》只收取出版发行等成本费用，定价为48元/本，如您需要，可按以下方式订购。 　　1.征订信息录入。请您扫描下方二维码，登录并点击“录入征订信息”填写相关内容（如需查询征订详情可点击“查询征订信息”）。《项目指南》征订截止日期为2020年11月11日。 　　联系人：国家自然科学基金委员会机关服务中心张老师 　　联系电话：010-62327221/62327220 图1征订信息录入 　　2.开票信息录入。我们采用电子发票。请您扫描下方二维码，准确填入各项信息。为核对发票金额，请将汇款凭证（截图或图片，JPG格式）发至邮箱zxcws nsfc.gov.cn，邮件主题请统一采用“项目指南汇款+单位全称+金额”格式命名，相关信息核对无误后，将及时发送电子发票至来信邮箱或来信中注明的预留邮箱。 　　联系电话：010-62327020 图2开票信息录入 　　银行汇款 　　开户银行：中国工商银行北京北太平庄支行 　　单位名称：国家自然科学基金委员会机关服务中心 　　银行帐号：0200010009014450296 　　邮局汇款 　　单位名称：国家自然科学基金委员会机关服务中心财务室 　　单位地址：北京市海淀区双清路83号 　　邮政编码：100085 国家自然科学基金委员会 机关服务中心 2020年10月10日

2020-12-01  (点击量：3815)

自然科学基金委成立交叉科学部

“这标志着自然科学基金委在促进学科交叉融合方面又迈出新的一步。”国家自然科学基金委员会（简称“自然科学基金委”）主任李静海在11月29日的交叉科学高端学术论坛上表示。 　　当天，自然科学基金委宣布，交叉科学部正式成立。 核心是探索新的科学研究范式 　　李静海分析，学科交叉融合大势所趋，全球广泛关注，但机遇与挑战并存。 　　“近年来，科学研究要解决的问题，包括前沿科学问题和人类面临的全球性挑战，越来越复杂，单一学科的知识、方法、工具等已不足以破解这些重大科学难题，学科交叉研究发展趋势明显，同时学科自身也在动态演变之中。”李静海说，基础研究重大成果的产出也大多具有鲜明的学科交叉研究特征。不进行学科交叉，没有新的科研范式，重大的科学突破将十分艰难。强化学科交叉和寻求新的科研范式是未来科学技术快速发展的必由之路。 　　如何促进学科交叉融合研究，一直以来都是世界各国科学资助机构面临的一个共同难题和挑战。既有思维方式方面的障碍，也有组织方面的困难。李静海说，促进学科交叉是全球研究理事会长期关注的焦点议题，成员之间也经常共同研讨这一问题，有效地促进学科交叉融合已是各国对未来发展方向的共识，自然也是我国实现科技自立自强的重要途径。 　　今年3月，中央编办批准自然科学基金委设立交叉科学部。 交叉科学部要怎么建，怎样才能让其真正发挥作用？自然科学基金委紧锣密鼓进行了20余次调研。 　　“经过调研，我们总结出，交叉研究的困局主要有：形成交叉研究文化难、建立深度交叉合作难、获得交叉研究资助难、评估交叉研究成果难、获得学界社会认可难等。”陈拥军说，调研得出的启示则包括：问题是交叉研究的目标和驱动、人才是交叉研究的主体和关键，管理是交叉研究的牵引和护航，政策是交叉研究的遵循和保障。 　　基于调研结果，自然科学基金委明确，交叉科学部要以探索新的科学研究范式，解决重大交叉科学问题为资助定位。突出问题导向和推动科研范式变革，探索支持交叉研究的新机制，特别要聚焦知识体系中不同知识范畴中的复杂性共性原理和重大复杂科学问题，培育新兴交叉领域的重大原创突破。 　　“我们的目标是培育新的学科增长点，新的科技突破点，新的研究范式；培养复合型科技创新人才，夯实战略性新兴产业科学基础，孕育独具特色的交叉科学文化，打造引领科学基金发展的‘中国模式’。”陈拥军说。 　　交叉科学部将创新立项、评价与资助方式，打造我国科学基金深化改革的“试验田”。例如，部分类别项目执行“预申请制”，以确保申请质量，部分类别项目引入“学部人员—专家”共同指派的评审机制，等等。“交叉科学部决不能照搬其他科学部的模式，必须进行资助管理创新。”李静海强调。 　　学科交叉不能拔苗助长 　　交叉科学部的成立只是开始。正如李静海所说，既要对它充满期待，更要给予包容和支持。 　　陈拥军说，交叉科学部的成立，满足了在传统学部难以找到归属感的交叉学者们的迫切需求，让在传统学部难以立项的极具交叉特征的项目有了立项的可能性，为传统学部难以促成的多学科深度交叉融合研究提供了平台。 　　他也坦陈，这一新成立的学部面临诸多挑战，如甄别具有交叉科学研究特点且值得资助的项目、建立对交叉项目的合理有效的评价机制、建立交叉领域研究的自身规范和价值观、培养具有交叉科学特点的人才和队伍等。 　　中国科学院院士、中国科协名誉主席韩启德强调，学科交叉是科学发展的必然趋势，是水到渠成的事情，不能拔苗助长，要防止一哄而上。 　　“学科交叉的关键在于提出好的研究问题，要实行目标导向。”韩启德说，学部初期要下力气去主动发现并组织好的项目，但更重要的是创造有效的交流平台，发挥纽带作用。 　　韩启德还建议，要完善学科交叉的同行评议制度，包括评审专家选择、意见申诉、评委培训等制度。 　　作为科研人员代表，国家纳米科学中心研究员、中国科学院院士赵宇亮认为，学科交叉研究更加需要思想和精神，更加需要相互信任的学术环境，更加需要放弃“三认三不认”的习惯做法。 　　“学科交叉并非简单地让几个不同学科的人在一起做研究。”赵宇亮说，科学研究中最重要的是科学思想，“在发达国家，科学思想、科学精神、科学理念、创新文化这些概念已经融入科学家的行为中，而在我国，还需要启蒙，不仅是对研究者，对政策制定者同样如此。” 　　赵宇亮还分析，现阶段我国大部分规章制度建立在层层设防的前提下，“‘俄罗斯套娃’式的政策把科技创新主体给‘套’死了。”他直言，促进学科交叉研究，需要充满信任和宽容的环境。 　　此外，赵宇亮说，我国学术评价长期遵从的“认第一作者、第一作者单位、通讯作者，不认非第一作者、非第一作者单位、非通讯作者”的“三认三不认识”极大阻碍了学科交叉。 　　“应采用国际通用做法，凡是做出贡献者应一视同仁。”赵宇亮说。

2020-12-01  (点击量：86)
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2021 2nd International Conference on Geology and Earth Sciences ICGES 2021

2021 2nd International Conference on Geology and Earth Sciences(ICGES 2021)will be held on July 15-17,2021 in Singapore.ICGES aims to promote research in the field of Geology,Meteorology and Climatology,Carbon sequestration and Structural geology,and facilitate the exchange of new ideas in these fields among academicians,engineers,scientists and practitioners.It includes plenary,keynote&invited speeches,oral presentations&poster sessions on different topics. Focus and Scope •Geology •Geomorphology •Geochemistry •Geophysics •Geotechnics •Hydrology •Meteorology and Climatology •Carbon sequestration •Mining and mineralogy •Palaeontology •Petrology •Remote sensing and GIS •Sedimentology •Seismology •Soil science •Stratigraphy •Structural geology •Rock machanics More details: http://www.icges.org/index.html

2020-12-01  (点击量：103)
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李曙光

李曙光（中国科学院院士、地球化学家） 李曙光，1941年2月15日出生于陕西咸阳，地球化学家，中国科学院院士，中国地质大学（北京）教授、博士生导师。 1965年李曙光从中国科学技术大学地球化学专业毕业后留校任教；1983年至1986年在美国麻省理工学院地球与行星科学系进修；1986年回国后继续在中国科学技术大学工作，先后任副教授，教授；2003年当选中国科学院院士；2005年获得何梁何利基金科学与技术进步奖；2012年调入中国地质大学（北京）科学研究院工作；2019年当选国际地球化学学会会士。 李曙光长期从事富铁矿床地球化学研究，变质同位素年代学，造山带化学地球动力学研究。 李曙光在变质同位素年代学理论研究方面较早发现超高压榴辉岩的白云母含大量过剩氩提出并证明了超高压变质与退变质矿物之间存在同位素不平衡较早发现在低级变质条件下稀土元素可活动，且Sr-Nd体系可被重置首次精确测定了榴辉岩中金红石的U－Pb年龄。测定大别山榴辉岩年龄获得华北与华南陆块在三叠纪碰撞的结论系统测定了北、南秦岭一系列蛇绿岩及岩浆岩的同位素年龄，为秦岭造山带多陆块拼合模型的建立提供了重要依据。测定出大别山超高压岩石的二次快速冷却曲线，并通过同位素示踪对其多阶段快速折返机制提出较完整模型。 2011年以来，李曙光率先开展了利用Mg同位素示踪深部碳循环研究，揭示了在板块俯冲过程中的镁同位素地球化学行为，发现中国东部上地幔存在大尺度Mg同位素异常，证明中国东部上地幔是由西太平洋板块俯冲引入的再循环碳酸盐形成的巨大碳库。

2020-12-01  (点击量：811)

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