2023年, 第41卷, 第2期　刊出日期：2023-01-28

  

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专题：太平洋火山研究前沿
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  科技导报. 2023, 41(2): 0-0.

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  火山作用是星球有生命力的象征。人类生存所需的许多能源和矿产资源由火山作用形成或与火山作用有关；火山区土壤为发展火山农业提供了条件；火山爆发喷出物质是高新材料的原料；火山作用塑造了丰富多彩的自然景观。与此同时，火山碎屑流、熔岩流、泥石流、地震、海啸等造成严重灾害，会对气候产生重大影响，威胁生物生存。
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  火山作用关乎星球的形成演化和人类生存

  刘嘉麒

  科技导报. 2023, 41(2): 1-1.

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  最近对取自月球表层的岩土样品研究表明，它们的原岩几乎都是玄武岩；而玄武岩是在自然界分布最广的火山岩，说明月球上发生过火山作用。
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  水空跨介质航行器前沿技术进展

  侯涛刚, 靳典哲, 龚毓琰, 王新阳, 裴轩, 杨兴帮

  科技导报. 2023, 41(2): 5-22. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.001

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  随着仿生技术的不断发展，人类对飞鱼、崖海鸦、鲣鸟、飞乌贼等两栖生物的数据观测、仿真建模有了突破性的进展，水空跨介质航行器领域也随之得到飞速发展，但仍然存在一些关键技术难点。按照被仿生对象的种类，对水空跨介质航行器样机的研究进程，以及近年来在机翼结构、水空两栖推进方式等方面取得的进展进行归纳，并从计算机仿真与实验测试的角度，剖析了在对运动学和动力学的研究中所用到的研究方法。结合该领域发展现状，总结了一些关键的技术挑战，并提出跨介质航行器未来的展望。
专题：太平洋火山研究前沿
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  太平洋火山特征与深部成因机制

  林间, 查财财, 周志远, 张帆, 张旭博, 陈占营

  科技导报. 2023, 41(2): 23-28. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.002

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  太平洋板块边界和内部均发育大量火山，是研究地球火山的天然实验场。综述了太平洋火山特征与深部成因机制，表明研究人员对地球不同环境下的火山（包括大洋中脊、俯冲带岛弧、板内地幔柱等）进行了系统性研究，分别构建了减压熔融、俯冲板片脱水与富水地幔楔熔融、地幔柱高温熔融的经典模式。但目前学界对于板内非地幔柱型火山的深部岩浆起源以及浅部喷发通道等重要科学问题仍缺乏清晰的认识。未来需要采用创新观测手段，开展多学科交叉研究以取得突破。
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  西太平洋俯冲带岩石圈变形研究

  张江阳, 林间, 张帆, 周志远

  科技导报. 2023, 41(2): 29-34. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.003

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  全球海洋岩石圈的最大弯曲与大地震发生在俯冲带。当弯曲应力超过岩石承受范围，就会产生正断层和地震，海水沿着正断层进入上地幔并发生蛇纹石化，引发浅源地震并可能造成灾难性海啸。选取西太平洋最具代表性的日本、伊豆-小笠原、马里亚纳和雅浦俯冲带以及汤加-克马德克俯冲带，归纳近些年的地球物理观测及地球动力学模拟的结果，对比分析了不同俯冲带挠曲正断层的分布特征，并探讨了俯冲板块变形与地震之间的相关性，以揭示俯冲板片弯曲变形及相应的正断层与潜在板块水化特征。
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  火山成因的海啸触发机制分析

  张坎, 李琳琳, 胡桂

  科技导报. 2023, 41(2): 35-43. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.004

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  2022年汤加火山爆发，引发了全球范围内的海啸，使火山海啸这一非典型性海啸受到学界的广泛关注。整理了全球历史火山海啸事件相关数据，分析了火山地震、火山结构失稳、水下爆炸、火山碎屑流、气压波这5种触发海啸的机制，介绍了2022年汤加火山海啸事件触发机制。指出未来火山海啸的研究方向为：从地质构造角度分析潜在海啸灾害的时空分布规律；以气象海啸和水下爆炸为重点，发展完善火山海啸各机制及传播理论；从技术角度解决火山海啸的相关预警问题。
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  2022年汤加火山喷发与海啸观测

  郑婷婷, 邱强, 林间

  科技导报. 2023, 41(2): 44-50. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.005

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  2022年1月15日世界标准时间4∶14，位于南太平洋汤加俯冲带火山链区域的Hunga Tonga-Hunga Ha'apai（HTHH，175.39°W，20.55°S）火山爆发并激发全球性海啸。聚焦火山喷发和海啸波的观测方法，介绍了海底传感器、大气波变化卫星图、电离层扰动对火山喷发和海啸的最新监测结果。结合该区域的地质构造与火山喷发历史资料，综述了2022年汤加HTHH火山喷发引起的海啸特征、最新观测手段，提出了对俯冲带火山海啸等进行详细的海洋地球物理调查、基于观测综合量化研究海底火山大规模喷发对全球气候的潜在影响等建议。
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  汤加火山的地震学研究

  周鹏程, 张江阳

  科技导报. 2023, 41(2): 51-55. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.006

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  俯冲带的地震监测仍然是一个挑战，特别是对于人口稠密地区。2022年1月汤加的洪阿汤加—洪阿哈阿帕伊火山的喷发以及引发的地震凸显了这一需求的急迫性。综合汤加地震学观测，推测汤加部分火山近期仍有小规模喷发风险。选取2009—2010年覆盖汤加的海底地震仪台阵数据，应用机器学习算法进行数据处理，得到汤加火山岛链附近高分辨率的地震目录。
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  汤加-克马德克俯冲带的地质构造与地震火山特征

  张志文, 杨晓东

  科技导报. 2023, 41(2): 56-64. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.007

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  2022年1月15日西南太平洋的洪阿哈阿帕伊岛海底火山发生了爆炸式的剧烈喷发，吸引了全球的关注。洪阿哈阿帕伊岛海底火山位于汤加-克马德克俯冲带，综合前期研究结果，对汤加-克马德克俯冲带的地质构造特征、地震和火山分布进行初步分析，发现：（1）从汤加-克马德克俯冲带弧前向海方向直到俯冲的太平洋板块，构造上主要表现为大规模正断层。（2）路易斯维尔海山链的俯冲将汤加-克马德克俯冲带分为北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带，沿汤加俯冲带板块汇聚率为67~84 mm/a，沿克马德克俯冲带板块汇聚率为41~58 mm/a，板块俯冲速度的差异造成汤加俯冲带和克马德克俯冲带目前俯冲深度的不同。（3）在路易斯维尔海山链以北，太平洋板块上覆沉积物厚度不足0.4 km，而在南侧达到1 km左右，由于俯冲板块上覆沉积物厚度的差异而造成北部的汤加俯冲带和南部的克马德克俯冲带孕育地震能力的差异。这些认识对研究该俯冲带的火山喷发机制、大地震成因机理及其灾害风险具有重要意义。
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  西太平洋洋底高原内部结构与形成演化

  张锦昌, 罗怡鸣, 李海勇, 杨博, 黄彦铭

  科技导报. 2023, 41(2): 65-79. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.008

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  洋底高原是在深海盆地中最显著的大火成岩省，记录着海洋大规模的岩浆活动，对研究地壳结构、板块构造、地幔动力学乃至地球演化历史都具有重要意义。西太平洋是洋底高原分布最密集的区域，是研究洋底高原内部结构与形成演化的最佳场所。选取西太平洋中最具代表性的6座洋底高原——沙茨基海隆、赫斯海隆、麦哲伦海隆、翁通爪哇高原、马尼希基高原以及希古朗基高原，通过对这6座洋底高原地质概况的简要描述，归纳近年来获得的地球物理与地球化学重要观测结果，揭示其内部结构的共性，包括大面积地形隆起、异常厚的地壳、异常负的地幔重力异常以及形成于洋中脊之上或者附近的位置特征；探索了其形成机制，即地幔柱与洋中脊的相互作用可能是洋底高原的主要成因。
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  俯冲和岩浆过程中的地球深部碳循环

  李海勇, 张锦昌, 胡静远, 叶俊民

  科技导报. 2023, 41(2): 80-88. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.009

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  地球表层短周期的地表碳循环影响全球气候变化和地球宜居环境，而地球上90%以上的碳存在于地球内部，地球内部长周期的深部碳循环对地表碳循环产生重要影响。介绍了汇聚板块边界、离散板块边界、板块内部和新型海山等不同构造背景深部碳循环的研究现状，并阐述将来需要深入研究的科学问题，包括俯冲带脱碳机制及其效率、碳在地幔中的存在形式等。
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  微马达和微生物前沿交叉领域研究进展

  王建敏, 林岚, 孔亮盛

  科技导报. 2023, 41(2): 89-95. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.010

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  微马达是一种可将不同形式的能量转化为动能进而实现自主运动的微型工具。近年来，该研究逐渐拓宽至微马达与微生物交叉领域。总结了微生物马达的制备、微马达在微生物的检测及体内应用等方面的研究进展。微生物的识别机制及生物相容性与微马达的自主运动能力互为补充，因此微生物马达的出现既为微马达的在体应用提供了新思路，也为微生物的检验提供了新方法。目前，受制于制备方法相对落后、运动并非完全可控、体内降解困难等限制因素，相较于其他类型的微马达，微生物马达的研究仍处于相对原始的阶段。提出了对马达新材料的研发和驱动方法的优化将会有效解决问题并赋予微生物马达更加广泛的应用前景。
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  中国大型企业工业软件应用现状及绩效提升关联分析

  崔佳星, 付宇涵, 马冬妍, 王庆瑜

  科技导报. 2023, 41(2): 96-104. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.011

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  作为企业数字化转型的“软装备”，工业软件是企业推进两化融合的切入点，对企业转型突破有着关键的作用。基于两化融合服务平台（www.cspiii.com）采集的企业两化融合评估数据，定量分析了中国大型企业工业软件应用现状、成效显现等情况研究表明，中国大型企业在工业软件布局、工业云平台应用方面高于全国平均水平，有效提升了企业绩效。分析了软件应用面临的问题并提出了相应建议。
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  中国科学研究和技术服务业对外开放的现状与前景

  黄宁, 赵曦梦, 何光喜

  科技导报. 2023, 41(2): 105-112. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.02.012

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  梳理了中国科学研究和技术服务业的多边开放承诺和单边开放政策，分析了该行业外资发展的现状与趋势。分析表明，中国科学研究和技术服务业扩大对外开放，将涉及相对复杂的边境后措施，对各级政府的治理能力形成挑战。提出应在重点地区试点更高水平外资准入与促进政策，推进科学研究和技术服务业市场化改革，提高国内规制水平，并避免将科技自立自强等同于“国产替代”。