高温高压下MgSiO_(3)的结构相变与物性研究进展

1

作者 王子兴 任政勇 柳雷 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第3期676-689,共14页

MgSiO_(3)是地球地幔最重要的组成部分之一,其在不同深度以不同结构形式存在,如上地幔的斜方辉石或单斜辉石、下地幔的钙钛矿和后钙钛矿结构。高温高压技术的出现为在实验室模拟地球的内部环境提供了关键的技术支持。利用金刚石对顶砧... MgSiO_(3)是地球地幔最重要的组成部分之一,其在不同深度以不同结构形式存在,如上地幔的斜方辉石或单斜辉石、下地幔的钙钛矿和后钙钛矿结构。高温高压技术的出现为在实验室模拟地球的内部环境提供了关键的技术支持。利用金刚石对顶砧和各式大腔体压机,并结合先进的同步辐射技术,使在实验室研究在数百万个大气压和数千摄氏度下矿物的结构与物性成为可能,为理解地球内部的各种物理现象提供了关键的线索和证据。本文系统总结了MgSiO_(3)体系在高温高压条件下的相图、状态方程、融化曲线、声速及电导率的研究成果,这些研究表明MgSiO_(3)的结构和弹性性质对地幔的动力学过程和地球内部演化具有重要影响。本文最后探讨了Fe和Al等元素对MgSiO_(3)结构与物性的影响,以期对未来相关领域的研究有所裨益。 展开更多

关键词 MgsiO_(3) 地球地幔 高温高压 结构 物性

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中国大陆地壳上地幔S波品质因子三维层析成像 被引量：34

2

作者 洪学海 朱介寿 +1 位作者 曹家敏 许卓群 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期642-651,共10页

根据欧亚大陆及西太平洋地区 5 8个数字地震台站 2 86 1个长周期波形记录 ,从中挑选出符合条件的 2 2 3对经过中国大陆的双台路径记录 ,采用相匹配滤波和频率域维纳滤波相结合的方法 ,计算出双台之间的混合路径衰减系数 .对中国大陆区... 根据欧亚大陆及西太平洋地区 5 8个数字地震台站 2 86 1个长周期波形记录 ,从中挑选出符合条件的 2 2 3对经过中国大陆的双台路径记录 ,采用相匹配滤波和频率域维纳滤波相结合的方法 ,计算出双台之间的混合路径衰减系数 .对中国大陆区域进行网格划分 ,通过网格化反演得到中国大陆区域每个网格单元的纯路径衰减系数 .根据速度和密度模型 ,对每个网格单元进行深度反演 ,得到 10～ 35 0km的S波品质因子Qβ,进而得到整个中国大陆的S波品质因子分布 .结果显示 :研究区域的Qβ 横向和纵向变化非常显著 ,能够明显区分软流圈结构 ,各个大构造单元的Qβ 结构呈现出显著的变化 .这为解释中国大陆区域地球内部介质性质和探讨地球动力学提供了丰富的信息 . 展开更多

关键词 面波衰减 相匹配滤波 维纳滤波 黏弹性结构 品质因子 层析成像 中国大陆

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地核物质成分、结构与形核研究进展

3

作者 高宸 Ho Kai-Ming 孙阳 《矿物岩石地球化学通报》 北大核心 2025年第1期94-115,I0003,共23页

地核由液态外核和固态内核组成,其主要化学成分是铁,此外还包含少量镍和轻质元素,这些元素在内、外核中的含量存在较大争议。地震波数据显示,内地核具有显著的各向异性,可能与其晶体结构和物态密切相关,但研究者们对此尚未完全理解。同... 地核由液态外核和固态内核组成,其主要化学成分是铁,此外还包含少量镍和轻质元素,这些元素在内、外核中的含量存在较大争议。地震波数据显示,内地核具有显著的各向异性,可能与其晶体结构和物态密切相关,但研究者们对此尚未完全理解。同时,内核的年龄及结晶过程也存在许多谜团。地核成分、结构及其形成过程对于理解地球深部演变至关重要。近年来,随着高压实验和第一性原理计算模拟的发展,各种物理和化学手段被广泛应用于研究地核物质物性问题。本文总结了近十年来地核物质成分、结构及结晶过程的研究进展,概述了镍与轻元素在内、外核中的含量及其对地核结构、密度和地震波速等性质影响的研究结果,指出了探究地核多元物质固液相图的重要性。此外,本文还简要总结了与内核年龄相关的研究工作,阐释了在探究地核演化过程中发现的理论难题与悖论。本文可为未来的地核研究提供一定的参考。 展开更多

关键词 地球地核 地核组分 内地核结构 内地核形核

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同步辐射与高压矿物学研究 被引量：8

4

作者 秦善 刘景 +2 位作者 祝向平 巫翔 李晓东 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期115-122,共8页

同步辐射(synchrotron radiation)装置是能产生极高亮度电磁波的一类大科学装置。利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术,可以研究矿物在高压下的结构和物理性质及其变化。文章简要介绍了同步辐射光源及其特点,对DAC和高压实验技术的相关... 同步辐射(synchrotron radiation)装置是能产生极高亮度电磁波的一类大科学装置。利用同步辐射和金刚石压腔(DAC)技术,可以研究矿物在高压下的结构和物理性质及其变化。文章简要介绍了同步辐射光源及其特点,对DAC和高压实验技术的相关问题进行了说明,并基于北京同步辐射装置(BSRF)高压站的能量色散X射线衍射(EDXD)实验状况,对获得的部分高压矿物学研究成果,如钙钛矿CaTiO3、硬玉、钛闪石、电气石、绿帘石等矿物的高压结构和状态方程进行了回顾。 展开更多

关键词 同步辐射 高压 矿物学 地球深部 相变 DAC X射线衍射

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地球内部结构和物质性质的研究 被引量：9

5

作者 臧绍先 周蕙兰 +1 位作者 魏荣强 周元泽 《地震学报》 CSCD 北大核心 2003年第5期492-502,共11页

对 1999～ 2 0 0 2年中国地球物理学家在地球内部结构和物质性质方面的研究工作进行了总结 .分别对地球内部结构的地震波速度成像研究 ,中国及其周边地区上地幔介质各向异性的研究 ,S波介质品质因子Qβ,俯冲带研究 ,地幔间断面的研究 ,... 对 1999～ 2 0 0 2年中国地球物理学家在地球内部结构和物质性质方面的研究工作进行了总结 .分别对地球内部结构的地震波速度成像研究 ,中国及其周边地区上地幔介质各向异性的研究 ,S波介质品质因子Qβ,俯冲带研究 ,地幔间断面的研究 ,地球物质性质的实验研究以及其它方面的一些研究工作进行了综述 .指出了各方面的主要研究内容、使用的主要方法和得到的结果 .从这 4年的研究中可以发现 ,中国的科学家在地球内部结构和物质性质的研究中又取得了新的进展 ,主要表现在 3个方面 :一些原有领域中的研究更加深入 ;开辟了新的方向 ; 展开更多

关键词 地震 地球内部结构 物质物理性质 地震层析成像 介质各向异性 俯冲带 地幔间断面

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中国及相邻区域岩石圈结构及动力学意义 被引量：41

6

作者 朱介寿 蔡学林 +1 位作者 曹家敏 严忠琼 《中国地质》 CAS CSCD 2006年第4期793-803,共11页

中国大陆及邻近陆域海域是晚古生代以来由多个较小的板块或地块汇聚形成的。中生代亚洲东部岩石圈拉张解体和减薄。古新世印度与欧亚大陆碰撞引起地壳缩短隆升,形成青藏高原和喜马拉雅造山带。根据中国大陆及相邻区域天然地震、人工地... 中国大陆及邻近陆域海域是晚古生代以来由多个较小的板块或地块汇聚形成的。中生代亚洲东部岩石圈拉张解体和减薄。古新世印度与欧亚大陆碰撞引起地壳缩短隆升,形成青藏高原和喜马拉雅造山带。根据中国大陆及相邻区域天然地震、人工地震及其他地学资料,采用多学科多手段进行反演。对沉积层、地壳、岩石圈特性及厚度变化进行研究,探讨中国大陆及相邻陆域海域岩石圈结构特征及深部动力学问题。 展开更多

关键词 中国大陆及相邻陆域海域 岩石圈结构模型 地球深部动力学

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基于全局光滑约束的地磁测深C-响应估计 被引量：2

7

作者 张艳辉 翁爱华 +3 位作者 李世文 李建平 杨悦 唐裕 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1898-1907,共10页

地磁测深C-响应,包含着地球内部结构的导电信息,因此获得高质量的C-响应估计对于揭示地球内部准确的电性结构至关重要,为此本文提出一种计算地磁测深C-响应的新思路.不同于以往单个频点估计办法,新方法基于相邻频率C-响应连续光滑的特... 地磁测深C-响应,包含着地球内部结构的导电信息,因此获得高质量的C-响应估计对于揭示地球内部准确的电性结构至关重要,为此本文提出一种计算地磁测深C-响应的新思路.不同于以往单个频点估计办法,新方法基于相邻频率C-响应连续光滑的特性同时估计所有频率的C-响应.首先,根据求取C-响应的Z/H方法,由观测的Hr和Hθ构造估计C-响应的线性方程组;为了增强方程组求解的稳定性,克服噪声影响,要求估计的C-响应满足光滑性条件,从而将无约束的C-响应估计转化为阻尼最小二乘理论的C-响应估计优化问题.合成数据和实际台站数据的测试结果表明,光滑约束优化技术能比传统的逐频求取方法得到更加合理和连续的响应曲线;虽然正则化参数的选择对C-响应估计的结果有明显影响,但通过L-曲线和V-曲线确定的最优正则化参数可以在保证数据真实性的前提下获得最佳的C-响应估计.基于全局光滑约束获得的C-响应为提高反演结果的可靠性奠定基础,为利用更多台站的C-响应获得高分辨力的地球深部电性结构提供了技术支持. 展开更多

关键词 地磁测深 C-响应 正则化反演 约束优化 地球内部

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地球深部物质科学——在静高压大腔体实验研究方面的某些进展 被引量：4

8

作者 谢鸿森 侯渭 +4 位作者 周文戈 郑海飞 苏根利 朱卫国 郭捷 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2000年第1期217-228,共12页

介绍近年来使用静态超高压大腔体实验技术 ,在模拟地球内部的高温高压条件下 ,对地球物质进行的若干物理和化学性质的实验研究。高压同时高温条件下多种岩石样品的弹性波速就位测量揭示出物质的声软化现象和振幅效应 ;高温高压下陨石和... 介绍近年来使用静态超高压大腔体实验技术 ,在模拟地球内部的高温高压条件下 ,对地球物质进行的若干物理和化学性质的实验研究。高压同时高温条件下多种岩石样品的弹性波速就位测量揭示出物质的声软化现象和振幅效应 ;高温高压下陨石和岩石的熔融结晶实验发现了陨石硅酸盐相的不混溶现象以及玄武岩熔体结构的变化 ,在玄武岩转变为榴辉岩的实验中观测到了刚玉相 ;在高温高压水的实验中 ,发现了冰 Ⅶ 的亚稳相和熔融前效应以及超临界水及其稀溶液的一些新性质。这些实验结果为探索地球深部物质的性质和状态以及迁移和演化提供了新的依据。 展开更多

关键词 地球深部物质 高温高压 弹性波速 岩浆熔体结构

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地球深内部探测及动力学研究 被引量：2

9

作者 傅容珊 黄建华 杨亭 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2012年第3期139-151,159,共14页

近20年来人类对于地球深内部的探测和认识已经上升到一个新的层次,滋生出许多新的研究热点。一系列最新发现集中于地球深内部研究领域。简述了这一领域研究的成果,探讨其未来发展和研究的方向。

关键词 地球深内部 板块构造 地幔动力学 地震层析成像 地球动力学

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温室气体CO_2的另一源——地球内部 被引量：10

10

作者 郑乐平 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第2期21-24,共4页

温室气体ＣＯ２不仅来源于地表，而且也来源于地球内部。地球内部大量的ＣＯ２通过突发式、阵发式和渐进式将其释放，释放出来的ＣＯ２成为大气ＣＯ２浓度升高不可忽视的源。

关键词 温室气体 地球内部 二氧化碳 大气污染 污染源

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地球质心偏移与各圈层形变 被引量：6

11

作者 杨学祥 王莉 《地壳形变与地震》 CSCD 1995年第4期23-30,共8页

地幔结构的地震层析图象显示热心南偏和质心北偏可能是地球南北反对称的动力基础。建立了南北半球密度反对称分布的数学模型，计算结果表明：地壳地幔南北半球的密度不均匀分布可使地核偏离地球质心１～３公里，完全符合张焕志１９８２... 地幔结构的地震层析图象显示热心南偏和质心北偏可能是地球南北反对称的动力基础。建立了南北半球密度反对称分布的数学模型，计算结果表明：地壳地幔南北半球的密度不均匀分布可使地核偏离地球质心１～３公里，完全符合张焕志１９８２年的计算结果。质心偏移将造成地球各圈层相同数量级的等位移动与等位变形，从而产生大幅度的全球海平面变化和地壳形变。 展开更多

关键词 地球形状 地球内部 均衡状态 质心偏移 圈层

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一种定量地消除波速横向变化影响的三叉震相一维波速结构反演计算方案 被引量：1

12

作者 李嘉琪 王曙光 +1 位作者 蔡晨 宁杰远 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期420-426,共7页

通过数值模拟分析,定量讨论震源区附近高速异常、接收区附近低速异常以及目标区浅部局地波速异常对三叉震相反演一维波速结构的影响,结果说明波速横向变化在传统的一维波速结构反演中会产生与异常体相同量级的波速异常假象。提出一种借... 通过数值模拟分析,定量讨论震源区附近高速异常、接收区附近低速异常以及目标区浅部局地波速异常对三叉震相反演一维波速结构的影响,结果说明波速横向变化在传统的一维波速结构反演中会产生与异常体相同量级的波速异常假象。提出一种借助区域或全球层析成像结果定量地消除波速横向变化对利用三叉震相走时进行一维波速结构反演影响的解决方案。利用射线追踪法进行的测试计算表明,提出的计算方法能有效地消除波速横向变化对计算结果的影响,使得反演结果更接近于真实结构。 展开更多

关键词 地震反演 地球内部结构 地幔转换带 三叉震相 波速污染

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上海第三产业内部结构演变及升级趋势研究 被引量：8

13

作者 靖学青 《同济大学学报（社会科学版）》 CSSCI 北大核心 2011年第4期105-111,共7页

按照第三产业四个层次的划分,对1980年代以来上海第三产业内部结构演变和升级趋势进行了统计分析。研究发现,上海第三产业比重与第三产业第一层次比重存在显著的负相关关系,与第二层次比重存在显著的正相关关系,与第三层次比重存在比较... 按照第三产业四个层次的划分,对1980年代以来上海第三产业内部结构演变和升级趋势进行了统计分析。研究发现,上海第三产业比重与第三产业第一层次比重存在显著的负相关关系,与第二层次比重存在显著的正相关关系,与第三层次比重存在比较弱的正相关关系,这表明上海第三产业内部结构演变过程中升级趋势明显。文章还对未来上海第三产业内部结构演变趋势进行了推断和分析,并提出了助推上海第三产业内部结构升级应该做好的几项工作。 展开更多

关键词 上海 第三产业内部结构 演变 升级

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地球自由振荡的保结构模拟 被引量：3

14

作者 陈世仲 李小凡 汪文帅 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1685-1695,共11页

大地震等诸多激励均能激发全球自由振荡现象,通常表现为驻波形式的全球整体振荡.现有的地震波数值模拟方法多为非保结构方法,无法压制长时程计算中的积累误差.本文采用优化的三阶辛格式谱元法,对地球自由振荡及全球尺度的地震波传播进... 大地震等诸多激励均能激发全球自由振荡现象,通常表现为驻波形式的全球整体振荡.现有的地震波数值模拟方法多为非保结构方法,无法压制长时程计算中的积累误差.本文采用优化的三阶辛格式谱元法,对地球自由振荡及全球尺度的地震波传播进行了长时程模拟.通过与传统的基于Newmark算法的谱元方法结果对比分析,明确验证了本文所得优化的三阶辛格式谱元法在模拟地球自由振荡等大规模长时程问题上的优越性和准确性.上述进展在方法论层面为今后探测、刻画全球尺度地球非均匀结构的驻波数值方法奠定了部分基础,并为相关研究领域提供了新的选择. 展开更多

关键词 地球自由振荡 保结构模拟 长时程追踪 三阶辛格式谱元法

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20世纪地球物理学的重要成就和21世纪的发展前沿 被引量：30

15

作者 滕吉文 《地学前缘》 EI CAS CSCD 2003年第1期117-140,共24页

20世纪是地球物理学取得辉煌成就的重要历史时期。在这关键性的百年里实施了一系列大型且具全球性的研究计划。 2 1世纪必将在对地球本体的认识和解决水资源、矿产资源、自然灾害和环境 (包括空间环境 )方面继续作出新的重大贡献。只有... 20世纪是地球物理学取得辉煌成就的重要历史时期。在这关键性的百年里实施了一系列大型且具全球性的研究计划。 2 1世纪必将在对地球本体的认识和解决水资源、矿产资源、自然灾害和环境 (包括空间环境 )方面继续作出新的重大贡献。只有深入研究地球内部物质与能量的交换 ,不同圈层的耦合及其深部动力过程才能深入探索地球系统的发展。为此 ,文中讨论三方面的问题 :(1)地球物理学的发展进程及其战略意义 ;(2 ) 2 0世纪地球物理学领域主要的重大成就 ;(3) 2 1世纪上、中叶地球物理学的发展前沿和导向。 展开更多

关键词 地球物理学 地球内部结构 圈层耦合 板块构造 资源 地震活动 地震预报

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青藏高原湖泊动态变化的地球卫星遥感监测及地球动力学分析 被引量：1

16

作者 胡东生 张华京 +7 位作者 徐冰 张国伟 李世杰 彭渤 王伟铭 陈诗越 徐士进 田新洪 《中国工程科学》 2006年第5期33-44,共12页

利用遥感数据对观测对象的可逆及追踪的记录特性,对青藏高原腹地苟鲁措湖泊进行了20余年(1985—2005年)的连续监测,建立了长时相观测记录及连续变化序列,破译了湖水自然演化过程的自组织耗散结构及运动现象,采用系统吸引子及分形分维演... 利用遥感数据对观测对象的可逆及追踪的记录特性,对青藏高原腹地苟鲁措湖泊进行了20余年(1985—2005年)的连续监测,建立了长时相观测记录及连续变化序列,破译了湖水自然演化过程的自组织耗散结构及运动现象,采用系统吸引子及分形分维演绎刻划了湖泊随机演化过程及运动轨迹,从而阐明了青藏高原湖泊动态变化的地球动力学机制及运动过程,为科学认识大陆湖泊记录的气候环境响应事件及全球变化分析提供客观自然的变化信息。 展开更多

关键词 地球卫星遥感监测 湖泊自然随机演化过程 系统耗散结构及吸引子分形 青藏高原腹地

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继承和发展李四光地震预报思想 被引量：3

17

作者 赵文津 《地质力学学报》 CSCD 2005年第2期97-109,共13页

本文对李四光先生的地震预报思想做了较全面的阐述,强调了李四光提出走自己的路,开展地应力观测研究与活动构造体系调查的重要意义。结合40年来地震预报有关工作的实践经验,阐明在新的形势下应该对李四光地震预报思想和方法做出新的补... 本文对李四光先生的地震预报思想做了较全面的阐述,强调了李四光提出走自己的路,开展地应力观测研究与活动构造体系调查的重要意义。结合40年来地震预报有关工作的实践经验,阐明在新的形势下应该对李四光地震预报思想和方法做出新的补充。在继续开展地震预报实践和总结的同时,要加强地震发生机制的研究,并对如何开展这项研究工作提出了一些具体建议。 展开更多

关键词 李四光学术思想 地震预报 活动构造 地应力测量 深部调查

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研究火山与地球内部构造的新途径--宇宙射线粒子的观测与应用

18

作者 孙文科 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2009年第6期148-152,共5页

介绍研究火山与地球内部构造的新方法,即宇宙射线粒子观测方法。该方法最近发展迅速,特别是通过利用μ粒子透视火山内部构造的观测已经取得成功,利用地球中微子来观测地球内部热分布也取得了初步结果。

关键词 宇宙射线粒子 中微子 透视 地球内部构造 观测方法

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通过第一性原理预测内地核的成分与结构 被引量：2

19

作者 崔航 段振豪 张志刚 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1322-1328,共7页

内地核成分与结构的确定一直是地球深部研究的重要课题。目前地核的公认成分是铁和少量的镍。但由于地核密度低于纯粹的铁镍合金(固态内核2%～3%,液态外核6%～7%),其中必定掺杂有一定量的轻元素,其种类与浓度有待确定。除成分外,地核条... 内地核成分与结构的确定一直是地球深部研究的重要课题。目前地核的公认成分是铁和少量的镍。但由于地核密度低于纯粹的铁镍合金(固态内核2%～3%,液态外核6%～7%),其中必定掺杂有一定量的轻元素,其种类与浓度有待确定。除成分外,地核条件下铁的晶体结构也存在争议。根据地震学观测,声波沿地轴方向的传播速度比赤道平面方向快大约3%～4%。这意味着内地核是各向异性的;但在极端高压下,晶体结构中的原子应该按致密的密排六方结构(h.c.p)排列,而h.c.p结构对声波传输是高度各向同性的,这就需要确定地核条件下铁的晶体结构。根据第一性原理计算得到的高压下体系能量以及爱因斯坦谐振子模型,本项研究估算了给定结构的自由能以及掺杂轻元素后的影响。根据计算结果可以定性的分析得出,在高压OK下致密的h.c.p结构显然比疏松的体心立方(b.c.c)更稳定;而随着温度的升高,原子核的振动造成b.c.c结构的自由能比h.c.p结构下降得更快,因此在高温下b.c.c结构更稳定;掺杂轻元素后,这种优势变得更加明显,而3.6at.%的Si则恰好同时解释了2%～3%的密度缺失和b.c.c结构在内地核条件下的稳定性。因此我们建议内地核的基本结构与成分应为以体心立方结构存在的铁,掺杂约3.6at.%的硅元素,内地核温度至少在5500K以上。这一结论与其它更复杂的方法得到的结果一致。 展开更多

关键词 地球深部 内地核 第一性原理 内地核成分 内地核结构

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基于辛-谱元方法的地球自由振荡保弥散衰减数值模拟 被引量：3

20

作者 李冰非 李小凡 +1 位作者 李峰 龚飞 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期4022-4030,共9页

对大地震激发的全球自由振荡的研究是探查地球内部结构的重要研究方向之一.以地球自由振荡数值模拟高精度、长时程、全球模拟的需求为导向,本文提出了一种适用于地球自由振荡高精度模拟的辛格式-谱元保弥散数值模拟方法.真实地球介质中... 对大地震激发的全球自由振荡的研究是探查地球内部结构的重要研究方向之一.以地球自由振荡数值模拟高精度、长时程、全球模拟的需求为导向,本文提出了一种适用于地球自由振荡高精度模拟的辛格式-谱元保弥散数值模拟方法.真实地球介质中弹性波能量的衰减成因复杂,对于甚低频情形,地球自由振荡的弥散衰减不容忽视.本文将保结构数值方法拓展至非保守动力学系统,发展了适用于弥散-黏弹阻尼介质弹性波方程的保弥散低阶辛格式数值模拟方法,将其应用于全球尺度地球自由振荡衰减效应数值模拟.数值模拟结果表明等效弥散衰减为地球深部(地核)自由振荡衰减的重要成分,并得出地球外核的等效弥散衰减系数.本文提出的方法为通过自由振荡研究探索地核非均匀性提供了一条的新途径. 展开更多

关键词 地球自由振荡 地球内部结构 保结构数值模拟方法 非保守动力学系统 弥散衰减

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