中国大陆动力学研究导向和思考(2)

来源:地球物理学进展 作者:杨 辉1, 刘 财3 发表于:2010-01-13 20:51  点击:
【关健词】壳、幔结构,大陆动力学,物质与能量交换,圈层耦合,动力机制
为此,我们必须首先厘定,何谓地球动力学? 地球动力学是建立在普通的固体变形力学、流 体力学、流变力学以及岩石力学等学科的理论基础 上,与这些学科之间既有着共性,又有其自身的特殊 性.地球动力学所研究的地

为此,我们必须首先厘定,何谓地球动力学?
地球动力学是建立在普通的固体变形力学、流
体力学、流变力学以及岩石力学等学科的理论基础
上,与这些学科之间既有着共性,又有其自身的特殊
性.地球动力学所研究的地壳、地幔和地核是处于不
同温度、不同压力、宽时域、大尺度和大变形条件下
1914
 6期滕吉文,等:中国大陆动力学研究导向和思考
的非均匀实体,其中,脆性与延性兼有,固体变形与
粘性流动并存,快可以以分秒计,慢可以以亿万年
计,既有先存构造的继承和改造,又有新生构造的发
育和扩展,所有这些均绝非一般物理学和力学学科
的研究对象所能比拟.为此若忽略壳-幔结构、构造
和深层过程与其动力学机制的特殊性,也就失去了
大陆动力学研究的本质内涵.正是这样,故可将地球
动力学视为一门应用力学,它又是地球物理学的一
门分支,却又必须涉及众多的学科领域[9,15,16].所以
“地球动力学乃是研究和探索地球内部物质大尺度
的运动,如成山、成盆、成岩、成矿、成灾和深化认识
地球本体与在其整体运动中深部圈层耦合,介质与
结构的物理—力学属性,物质与能量的交换,深层动
力过程和力源机制”的一门边缘科学领域.它既不同
于地质学,也不同于地球化学,它是以物理学(含力
学)的基本理论为依托,以数学和计算机为工具,以
实验和观测为主要手段,并广泛引入和应用现代高
新技术,而且必须是基于其自身的特殊科学体系而
发展与前进的一门学科.为了完善其研究体系,还必
须进行学科交叉,即要与物理学、力学、数学、信息科
学以及地球化学和地质学相结合,以研究深部物质
在力源作用下的分异、调整和运动的物理一力学一
化学过程和物质组成及其对表层构造的运动学响
应[16].
所以,地球动力学的研究必须多学科的交叉、综
合和不同学科之间的共同合作,方能取得进展,获得
新的认识和新的理念.
1.2 作用和地位
地球动力学对人类生存和社会发展具有举足轻
重的作用,因为地球是人类居住、获取各种资源、能
源、改造和利用的重要场所,是地球科学整体发展的
基础和生长点.在20 世纪的百年中:地球动力学在
深化认识地球本体,研究地球内部圈、层耦合,不同
块体之间运移的轨迹,地震和火山爆发,资源与能源
的形成与聚集,全球变化,日地空间响应,军事与国
防等领域均取得了巨大成就,为科学与技术的创新,
社会与经济的发展,造福于人类与“净化”人类生存
空间等诸多方面,做出了卓有成效的重大贡
献[15,17,18].
地球动力学的最终目标是了解地球本体及其从
太阳系中诞生到它目前状态的演化历史,以便能对
行星的物理学、化学、地质学和生物学的作用过程建
立起详细的、定量的概念性预测模式,即了解整个地
球和其系统的过去、现在和未来的行为,建立行星地
球的整体理论,并利用这种认识为人类生存提供可
持续发展的物质与环境基础.因为地球深层过程和
动力学响应研究的宗旨必须是促进地球科学与技术
的飞跃,为人类提供一个可持续发展的良好生活与
生存空间,并造福于人类.这主要表现在:
(1)在经济发展与建设中的效应;
(2)在社会发展中的角色;
(3)在深化认识地球本体中的地位.
1.2.1 在经济发展与建设中的作用
当今世界社会文明的发展在很大程度上是以建
立在廉价的地球资源和开发利用的基础上.因此全
世界大多数国家都将资源的勘探、开发与合理利用
列为经济建设中的首要问题之一[17].
一次性能源(指煤、石油、天然气、油页岩,约占
世界年矿物开采量的85%)在世界经济活动中有着
极为重要的地位.金属与非金属矿产的勘探、开发,
特别是大型、超大型矿床和矿集区深层找矿和矿产
资源后备基地的建立等表明[19~21]:地球物理学和地
球动力学的理论、方法和技术已渗透到煤田、油、气
藏勘探与开发(包括大陆、陆缘与海域及极地)的每
个环节,对资源和能源的勘查、认定、评价及开发等
均需地球动力学为之提供深部流体运移的轨迹和矿
产形成与聚集的深层动力过程和机制.可以这样说:
20世纪后半叶以来,离开地球物理学和地球动力学
的理论、方法及与之有关的高新技术,金属矿产资
源、油、气、煤能源的勘查开发和储量的增加和采收
率的提高均是难以想象的.
在这21世纪初叶能源与资源如此紧迫的形势
下,如何发展高新技术,向地球深部,即第二深度空
间[20](金属矿产资源和煤炭为500~2000 m,油、气(责任编辑:南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网)
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