表层地球系统的深部过程响应与地表自然灾害

摘要

地球深部过程对表层地球系统的影响构成了地球系统科学研究的核心议题。通过构造运动和火山喷发等多种机制，深部过程改变了物质循环和能量传输的深浅部模式，进而对表层地球系统产生深远影响。这种影响具体表现在以下几个方面：（1）构造活动通过地形的重塑，调控了流域尺度的侵蚀-沉积过程；（2）火山活动和构造运动通过改变大气成分和环流格局，在地质时间尺度上驱动了气候变化，其中硅酸盐风化作用在调节大气中CO₂浓度方面扮演了关键角色；（3）深部过程可能引发生态系统演化中的生物灭绝事件，同时也能促进生物多样性的形成；（4）在全球气候变化的背景下，地震和地质灾害通过影响社会-生态系统的稳定性，可能进一步加剧其不稳定性。随着观测技术的持续进步，地球系统科学研究将继续深入理解表层地球系统对深部过程的响应机制、量化其影响强度、预测自然灾害的演化趋势，以及增强社会-生态系统对灾害的适应能力。本文系统梳理了深部过程-表层系统-社会生态的跨尺度耦合机制，有助于理解地球系统整体演化。

关键词

表层地球系统 / 地球关键带 / 构造-气候耦合 / 自然灾害链 / 社会-生态系统

基金资助

国家自然科学基金项目(4220305,4241001018); 科学技术部重点研发项目(2024ZD1001105)