美科学家开发出全球首个伴随层析成像模型

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	美科学家开发出全球首个伴随层析成像模型
	赵纪东
	2017-04-15
所属快报	地球科学快报
出版年	2017
期	8
语种	中文
领域	地球科学
栏目	地震与火山学
中文关键词	地球 ; 伴随层析成像
中文摘要	由于地球内部具有层状结构，科学家们常常将其与洋葱做类比。以地球为例，大陆和洋底都具有薄的地壳，高温、半固态岩石组成地幔，熔化金属形成地球外核，固态铁形成地球内核，这些特征使得两者之间具有诸多可比性。但是，与洋葱不同的是，为了探索行星地球的内部动力学，不可能将其像洋葱一样剥开，这迫使科学家根据地表观测对地球内部状况进行有根据的推测。因此，计算机科学家发明了卓有成效的成像技术，为揭开地球内部的秘密提供了可能。
情报分析_信息来源性质	大学
情报分析_信息来源机构	美国普林斯顿大学 ; 法国尼斯大学（University of Nice Sophia Antipolis）
情报分析_机构类别	大学
情报分析_信息来源国家	美国 ; 法国
情报分析_信息类别	前沿研究进展
情报分析_研究主题	全球首个伴随层析成像模型
情报分析_研究内容	通过利用高级建模和仿真技术，地震活动产生的地震数据，以及超级计算机的帮助，美国普林斯顿大学的科学家创建出了一幅详尽的地球内部三维图像。法国尼斯大学（University of Nice Sophia Antipolis）的专家表示，这是首个没有采用近似值（不同于选择数值法）的全球地震模型，作为地震学界的里程碑事件，其首次向人们展示了利用此类工具进行全球地震成像的价值和可行性——通过253次地震数据和15次共轭梯度迭代（conjugate gradient iteration）绘制出了上地幔以上部分的三维图像，包括构造板块、地幔柱、热点等。该项目的起源最早可以追溯至20世纪80年代首次提出的地震成像理论。为了弥补地震数据图之间的差距，该理论提出了一种称作伴随层析成像（adjoint tomography）的方法，其本质是一种全波迭代反演技术（iterative full-waveform inversion technique）。相比而言，该技术可以利用更多的信息。但问题在于，该理论的测试需要超级计算机的支持，因为前向波和伴随波的模拟都是以三维数值的形式进行的。2012年，美国橡树林国家实验室（Oak Ridge National Laboratory）部署超级计算机泰坦（Titan）为该项工作提供了机遇。在小型计算机上进行尝试之后，普林斯顿大学的科学家通过“创新和新型计算对理论和实验的影响”（Innovative and Novel Computational Impact on Theory and Experiment）这一计划获得了泰坦计算机的访问权。目前，该团队正致力于将计算地震学向更深的极限即核幔边界推进。
原文题名	A seismic mapping milestone
原文链接	查看原文
文献类型	快报文章
条目标识符	http://119.78.100.173/C666/handle/2XK7JSWQ/180428
专题	地球科学
推荐引用方式 GB/T 7714	赵纪东. 美科学家开发出全球首个伴随层析成像模型. 2017.