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地球科学领域70个科学问题

来源：地球科学

2022年11月5日，中国地质大学在校史馆开馆仪式上发布了“地球科学领域70个科学问题”，该系列问题涉及深地深时深海深空、宜居地球、战略性矿产、地质灾害、地学大数据、双碳等多个与“绿色发展，人与自然和谐共生”息息相关的地球科学前沿领域。

70个科学问题完整版刊登于《地球科学》2022年第10期。

《地球科学》官网：http://www.earth-science.net/index.htm

行业视野: 高端智库
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关键词; 55位
专家; 24篇
论文; 5849IP
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大数据和地质信息学能促进地质学定量化进入新阶段吗？

作者(Author)：吴冲龙

摘要：在数字化转型、大数据和“第四范式”支撑下，有可能突破上述三大因素的阻碍，加快地质学定量化进程.进行地质时空大数据统合利用，涉及一系列理论、方法和技术问题，包括：建立地质时空大数据的一体化空间参考体系，开展数据空间基准、时态、尺度和语义的一致性处理，以及跨界数据的广度聚联、融合和深度挖掘;探索对各类静态地质勘查数据进行集成化、结构化、可视化转换，并与各类分布式动态地质观测数据进行一体化存储、管理和应用;研究地质时空大数据存储管理、智能计算和云服务技术.

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地震大数据和AI如何改进全球大震参数快速测定？

作者(Author)：王墩, 孙琨

摘要：基于全球地震实时观测大数据，采用人工智能技术方法，或许可为全球大震参数快速准确测定和地震减灾提供新思路.引入人工智能思路，通过构建深层卷积神经网络和对抗网络来替代常规大震参数测定方法，采用近20年来全球密集地震观测大数据进行训练，可望实现更精准测定大震震源参数，如震级、破裂尺度和破裂持续时间.

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新一代信息科技如何支持城市透明地质建设？

作者(Author)：焦玉勇

摘要：地质信息需要全过程、全方位融入城市规划、城市建设、城市运维和城市防灾，数字孪生地质云既是地质档案馆，也是具备感知和调控能力的中枢，具备全、活、精等特点.地质云是共享平台，可打破行业壁垒，杜绝重复地质勘察，也杜绝由此造成的地层破坏.

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数值天气预报的未来是人工智能与数学物理模型的融合?

作者(Author)：李双林, , 张仲石, 王惠

摘要：物理模型从理论高度上解释和描述现象，并提供超越观测时效的预报潜力，而数据驱动的人工智能在发现数据高阶内在联系方面独具优势，且具有高度的灵活性.人工智能与物理模型的融合模型结合了二者的长处，为数值天气预报的发展提供了新的思路，有助于部分解决目前所面临的挑战.值得指出的是，这里提出的构想还很粗浅.如何发展融合模型，还有许多问题尚待研究.

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如何通过海洋负排放实现碳中和？

作者(Author)：焦念志, 严威

摘要：目前已知的海洋储碳机制包括微型生物碳泵、溶解泵、生物泵、碳酸盐泵.在认识上述海洋碳汇机制的基础上，通过多学科的交叉融合深入解析多种储碳机制的协同作用，有望实现海洋综合储碳重大理论创新（焦念志等，2022）.同时，基于重大理论研发海洋负排放技术，打造负排放地球态工程，建立海洋碳汇/负排放有关标准体系，将有望服务于我国碳中和愿景.

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洋中脊深部碳是如何循环的？

作者(Author)：李家彪, 丁巍伟

摘要：地球最大的碳库是在地球内部的岩石圈，微小的变化即会引起地球表层碳循环的剧烈改变.因此对于洋中脊深部碳循环机制的研究，不仅是了解地球深部-浅部物质和能量如何循环的重要窗口，也是我们应对气候变化、参与全球治理并发挥引领作用的重要抓手，具有广阔的发展前景.

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地球生物学如何服务“双碳”战略？

摘要：通过利用生命活动的独有特殊特性，借助人类的主动工程干预，我们就能够极大地“提质和加速”这种地质固碳增汇过程.例如，学习和“仿生”、“仿地”探索微生物岩形成的固碳石化作用、某些地质微生物活动产生微环境的固碳石化作用（对藻类和植物体收藏的有机碳的固化）、土壤微生物（生态系统中的还原生物）对有机碳的分解转化、嗜二氧化碳（自养型）生物培养（人工封存二氧化碳的转化），等等.开展地质过程中与碳循环密切相关生物的地球生物学过程研究，汲取其中科学原理，为人工地质固碳增汇所借鉴.显然，这项科学工程需要多方向科学和技术工作者的协同攻关，并需要政府和企业合作工程试验，才能真正实现从气态二氧化碳到固态碳埋藏的地质过程碳循环.

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海洋碳中和途径知多少？

作者(Author)：孙军

摘要：生态兴则文明兴.海洋是生命的摇篮、资源的宝库，也是高质量发展的战略要地.海洋碳汇是一个整体性大工程，既取决于产学研各界的共同努力，也离不开相关政策法规的配套支撑.我国近海碳中和任务仍然十分艰巨，除了滨海湿地减排增汇之外，碳中和可以优先从陆海统筹减排增汇开始，以修复河口富养化为起点，通过缩短对底栖生物和渔业资源生物食物链来增加生态系统碳汇.近海碳中和以人工生态系统操作为主，我们同时也期待未来生物技术工程的强势加入，充分激发海洋碳汇的价值和潜力，为兑现我国碳中和承诺不断努力实践，从而彰显负责任大国担当.

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