理解地球内部复杂结构有了新方法

　　武汉大学测绘学院动力大地测量研究组对国际常用、可从不同地学全球数据集中提取公共信号的6种叠积方法进行了全方位、深入地比较分析，并开展了方法的典型应用。近日，他们的研究成果以《全球性地学观测网的阵列分析技术：综合分析与典型应用》为题，发表在《地球科学评论》。武汉大学测绘学院教授丁浩为第一作者，丁浩与武汉大学测绘学院教授徐新禹为共同通讯作者。

　　地球是一个复杂的动态耦合系统，相同的激发源将产生多种不同类型的变化信号，这些信号会体现在不同的地学观测数据中(如：地表形变、重力、地磁、地球自转等)。从不同观测数据集中探寻具有相同周期和空间分布的信号(特别是长周期信号)，有助于理解地球内部复杂的结构和运动特征。鉴于此，该课题组首次从理论和实验上给出各种方法的优缺点及相应的适用范围，证实了经典的Spherical Harmonic Stacking方法及其扩展方法，以及Multi-Station Experiment方法均难以有效压制噪声信号影响和准确提取不同球谐阶次信号。课题组所提出的Optimal Sequence Estimation方法可几乎完美解决这些问题，是目前该研究领域的最优处理方法。

　　针对典型应用，课题组取得的主要创新成果包括两个方面：一是首次从地磁观测记录中剥离出不同球谐阶次的潮汐信号，证实了地磁潮汐信号与重力/形变潮汐信号具有相同空间分布；二是在团队前期首次确定出下地幔滞弹性估值的基础上，给出了更稳健估值，该参数即使在实验室条件下也极难确定。

　　该研究成果不仅有助于相关研究人员选择最优方法获得更准确的结果，从而得到更合理的物理机制解释，对理解地球深部衰减结构也有重要作用。此外，该方法还可用于地心运动以及地球长周期变化的机理解释等悬而未决的地学基础问题。

　　相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103807