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环球科技参考
来源:中国科学报      作者:刘文浩      时间:2017-06-05 19:56      关键词:

美国提出火山科学研究面临三大挑战

近日,美国国家科学、工程和医学学院发布报告《火山爆发及其休眠、活动、前兆和时序》,提出火山如何喷发、火山喷发预报、火山喷发的影响等关键问题和研究重点,并基于这些研究重点,提出了推进火山科学和监测的三大突出挑战。

报告列出了火山喷发岩浆过程中的几个关键问题和研究重点。

第一,如何将观测结果结合到模型中来预测火山爆发的规模、持续时间和危害程度?报告认为,目前的预测是基于识别监测数据的模式,这些方法虽然取得了成功,但是往往因为监测数据不能捕捉到火山的多样性或其随时间的演变。因此,基于物理和化学过程的模拟方法,结合监测数据,如天气的预报模式,将可以大大提高火山爆发预测的准确性。报告强调,这种方法需要整合来自多个学科的数据和方法。

第二,如何量化火山的生命周期,克服人类目前的理解偏差?报告认为,目前对火山生命周期的理解存在一些偏差,因为目前只研究了少量的火山,此外人们的理解偏向于强调近几十年来用现代仪器的观察,其中大部分是经过深入研究的爆发小事件,这种爆发不会扩大到最大、最具破坏的程度。报告认为,从地面、海洋和空间不同维度进行的扩展监测可以克服一些观察的偏差。提升火山监测能力,扩大基础设施建设,确保火山监测的实时数据和历史数据的提供对于提高火山过程的认知、评估火山危险性至关重要。报告建议,美国每一个火山至少都要有一个地震仪来记录伴随研究运动的小地震。报告还提出,包括一些廉价的传感器、无人机和新型地球化学微量分析方法等新兴技术将为火山活动监测提供全新的条件。

第三,如何建立一个协调的火山科学界?地球上每年都有近100个火山爆发,而火山爆发产生的后果也是全球性的。因此,为了应对这个全球性的灾害,必须加强多学科的研究,加强不同国家的研究和监测的伙伴关系以及培训网络,最大限度地利用世界各地的研究优势及最新研究成果。具体来说,需要支持更多跨学科研究和培训,包括社区合作及多层次水平的教育。此外,类似NSF的地球深部内部过程的跨学科合作以及联邦政府机构的减震学术合作伙伴关系,这些成功的跨学科组织案例都为人类更深入理解自然现象提供了支撑,值得火山科学界学习借鉴。(刘文浩)

分辨率最高极地海域地图集发布

近日,在维也纳举行的欧洲地球科学联盟大会上发布了最全面同时也是最高分辨率的极地海域地图集。来自世界各地约250多名海洋地质科学家和冰川学家历时4年,详细采集整理了海底和冰川地貌图像,最终形成了新的“海底冰川地貌图集”。这个新的图集将使研究人员能够解读地球大冰盖的历史,并更好了解环境变化如何对大陆形态产生影响。

为了精确获得极地海域的海底地貌,研究人员使用了最先进的声学方法,实现海底30米到几千米深度下地貌的精确图像采集,配合破冰研究船,从而实现整个海底图像的三维呈现。研究人员称,该地图集首次汇集了典型的冰川、地貌案例,例如南极半岛海域的大型冰川线,东西伯利亚拉普泰夫海的多年冻土景观等。

此外,地图集详细描述了35个以上单独的地貌特征,范围从东西伯利亚多年冻土区到槽口扇。科学家还详细讨论了由于气候变化造成的海底冰川及冰盖的进退记录。该图集涉及范围十分广泛,从而确保较好对比不同地区的地域差异,图集上呈现的个别冰川地貌和地形组合完整涵盖了从东南极洲这个世界最冷的地方到智利和阿拉斯加等冰川曾经到达的最热地区的地域差异。图集中许多地貌是约2000年前最后一次冰川造成的,但是也包括一些来自数亿年前的古冰川地貌,例如利比亚Murzuq盆地发现的几公里长的冰川线是由4.5亿年前形成的,而分析发现这一现象则是由于南极冰盖在冰川寒冷时期的扩张造成。

基于高分辨率地图集清晰掌握极地海域地貌情况将对于进一步了解地球大冰盖的历史过程,深入分析全球变化对地球大陆产生的影响,部署未来相关研究意义重大。(刘文浩)


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