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2017年国际地球科学领域发展态势概览 编者按：地球科学是一门历史悠久的自然学科，其在人类认识、利用和管理地球过程发挥着重要作用。本文主要基于对2017年国际地球科学领域的重要科学战略规划、重要科技进展和重要科技文献等反映的科学研究发展动态的系统监测和整理（参见《科学研究动态监测快报-地球科学专辑》2017年1-24期），遴选并总结了2017年国际地球科学领域的主要科学前沿问题及发展态势，以供读者参阅。 1 固体地球科学发展态势 1.1地球深部物质组成研究取得突破 地表以下特别是地幔中的碳含量问题是近年来研究界争论的焦点。美国马里兰大学等机构的研究人员基于对大西洋洋脊玄武岩包裹体样品的分析，发现地幔深部碳含量具有明显的非均性，且与地幔深度关系密切。在法国巴黎举行的2017年哥德施密特国际地球化学大会上，巴黎地球物理研究所研究人员宣布了其突破性研究成果，通过对新的地球化学证据的分析表明，地球深处地核中存在大量的Zn元素，这一认识对传统的地球形成理论形成了巨大挑战。 1.2地幔对流研究打破传统认识 英国莱斯特大学联合中国地质大学（北京）等机构的科学家合作研究发现，地幔内部存在两个相互独立的循环区（一个位于太平洋之下，另一个与之完全没有联系），地幔物质只能在循环区内部对流而不会发生混合，这一结论推翻了有关地球内部地幔对流、搅动及其划分的传统认识。美国亚利桑那州立大学联合中国地质大学（武汉）等机构基于对代表地幔成分的布氏岩（Bridgegmanite）的实验研究提出造成地幔中部（地下1000~1500km区间）对流减缓的机制在于该层段温压下地幔物质中铁元素减少所导致的黏度增大。 1.3地球板块构造研究获得重要发现 数十年来，大多科学家认为地球板块构造运动主要是受地球内部冷却所产生的负浮力驱动的，但由美国芝加哥大学联合加拿大蒙特利尔大学等机构的地球物理学家开展的一项基于对东太平洋隆起的观测和模拟分析发现，地核内部热量带来的额外作用力可能是板块运动的主要驱动力。该研究还对水下山脉（洋中脊）是运动板块之间的被动边缘这一传统认识提出了挑战。美国伍兹霍尔海洋研究所联合德国法兰克福大学合作研究发现在与地幔物质发生混合之前，板片的顶部就已经存在杂岩，而不是学界一直认为的熔岩形成始于来自俯冲板块或板片的流体熔合，并推测指出杂岩熔化是板片与地幔相互作用的主要驱动力。 1.4地震监测、风险分析和态势感知将获进一步发展 2017年5月，美国地质调查局（USGS）发布报告《ANSS：现状、发展机遇与2017—2027年优先方向》，总结了美国国家地震监测台网系统（ANSS）的现状，近16年取得的进展，并展望未来）发展机遇和提出2017—2027年的优先方向。6月，USGS发布《减少构造板块碰撞处的风险-一项推进俯冲带科学的计划》报告，提出从俯冲带过程观测和模拟、自然灾害和风险的量化分析、预报和态势感知三方面来认识俯冲带灾害的现有差距，并通过行动和产品来建设更具弹性的未来。 2 资源科技发展态势 2.1传统矿业国家继续推进矿产资源勘探开发 2017年7月，澳大利亚地球科学局发布《2017利亚地球科年国家矿产资源勘查战略》，提出通过挖掘澳大利亚隐藏的矿产资源打造可持续的经济未来，同时制定了相应的行动计划。加拿大勘探开发者协会（PDAC）发布报告建议该国2017年财政预算对矿产行业维持流通融资、续签一年税收抵免、支持在偏远地区和北部地区矿产勘查。 2.2矿产资源综合利用取得新进展 2017年2月，美国斯坦福大学等机构的科研团队在Nature Energy发表文章公布已开发出一种基于半波整流交流电从海水中高效提取铀的电化学方法，其较之传统的物理化学吸附法，提取能力提升了8倍，速度则提升了3倍。尽管试验取得了成功，但该技术距离大规模应用还有很长的路要走。2017年9月，美国能源部公布了9个新的稀土元素技术研发项目，旨在改进从煤炭及煤炭副产品中提取、分离和回收稀土元素的方法。 2.3海洋天然气水合物试采实现突破 继页岩油气开发技术突破和在北美实现商业开发后，海域天然气水合物（可燃冰）试采得到多国重视。2017年5月，美国在墨西哥湾深水区开展可燃冰开采研究。2017年上半年，中国和日本分别在中国南海北部神狐海域和日本南海海槽进行了海域可燃冰试采试验，其中在南海的可燃冰试采成功标志着我国成为全球首个实现在海域可燃冰试采中获得连续稳定产气的国家。2017年12月，《推进南海神狐海域天然气水合物勘查开采先导试验区建设战略合作协议》的签署，预示中国正式推进南海可燃冰产业化。 3 大气与海洋科学发展态势 3.1 天气预报系统模型得到改进 2017年1月，欧洲中期天气预报中心（ECMWF）哥白尼大气监测服务（CAMS）项目升级了全球预报系统，增加了气溶胶和臭氧观测等新的卫星