宋晓东
地球物理学家,北京大学讲席教授
宋晓东,福建建瓯人,著名地球物理学家,北京大学讲席教授。
人物经历
1981年9月-1986年7月,中国科学技术大学地球物理学士学位。
1986年9月-1988年10月,中国石油勘探开发研究院地球物理研究生(硕士)。
1989年7月-1991年5月,美国加州理工学院地球物理学硕士学位。
1989年7月-1994年5月,美国加州理工学院地球物理(计算机副科)博士学位。
1994年8月-1996年7月,美国哥伦比亚大学博士后。
1996年8月-1999年7月,美国哥伦比亚大学副研究员 & Storke-Doherty Lecturer。
2003年5月-2008年5月,美国伊利诺伊大学香槟分校终身副教授。
2008年5月-2020年4月,美国伊利诺伊大学香槟分校终身正教授。
2010年4月-2015年4月,南京大学国家杰出访问教授。
2015年4月-2019年4月,武汉大学国家杰出访问教授。
1998年6月-2008年5月,中国地震局预测所兼职研究员。
2016年7月-2020年4月,中国地震局地球物理研究所兼职研究员。
2018年4月-2020年4月,中国地震局兼职研究员。
2020年全职回到祖国,出任北京大学地球与空间科学学院讲席教授。
2023年8月,入选2023年中国科学院院士增选有效候选人名单。
主要成就
科研成就
科研综述
研究兴趣包括地震学、地球深部物理学、地球动力学地震大地构造学地震层析成像、时变地球物理学、地震大数据分析。
主要从事地震学和地球内部物理的研究。研究重点是地球深内部的结构与动力学,包括研究地球核心和最低地幔的结构和动力学,以及中国和东亚的岩石圈结构和构造。研究方法主要依赖于地震波数据分析、正向建模和层析成像。主要研究课题包括地震噪声干涉测量,中国和东亚的岩石圈结构和构造变形,地核地幔边界的性质,地球内核的旋转和运动,地球内核的三维各向异性结构,以及时变地球物理场和地震灾害与预测。
科研成果
早在1996年,宋晓东和保罗·理查德还是纽约哥伦比亚大学拉蒙特―多尔蒂地球观测站的地震学家,通过对 穿越地球的地震波的分析,他们第一次提出了地球内核的旋转速度比其它部分快的观点。但这在当时有相当 争议,部分地震学家怀疑推导出结果的数据有误,或是假象;也有科学家曾试图证明地球内核的运动速度并 不比其它部分快;部分科学家说,虽然内核在旋转,但它的速度比哥伦比亚学者提出的速度慢多了;有人则说,他们没有发现迹象表明内核比地球的其它部分转得快。之后,宋晓东到伊利诺伊大学地质系做教授,他和仍在哥伦比亚大学的理查德共同领导了一项新研究,他们 的研究将消除人们对这个结论的任何怀疑。
宋晓东说:“尽管还不能精确地测定出内核旋转的速度,但我们的论文表明这个速度不可能是零。”地球在 一天时间里自转一次,或360度,新研究表明,地球内核的旋转速度每年比其它部分快0.3到0.5度。这个更 为精确的发现比他们1996年提出的快1.1度慢一点。
通过对历史上地震波穿过地球液体核和固体内核的数据进行对比,宋晓东等发现了令人信服的证据,表明地 球的固体内核确实以不同的速度在旋转。从大西洋的南桑威奇群岛地区到美国南部海岸线,他们对18个相似地震进行了观察。相似地震也称为波形地震对(earthquake waveform doublet), 在同一台站记录的一对地 震的波形完全一样,说明这两个地震发生在同一地点。宋晓东等发现,这些地震对在阿拉斯加州及靠近的地 方的58个地震台站都有记录,地震对的间隔时间跨越0到35年,从而让研究人员能观察地震波随时间的变化 。
宋晓东说:“当地震对的两个事件的时间相隔大于几年时,穿越地球内核的相似地震波在旅行时间和波形上 表现出系统性的变化。惟一可信的解释就是内核的运动。” 为什么地球内核会以不同速度旋转呢?宋晓东认为最可能的解释是电磁耦合,“在外核层产生的磁层扩散到 内核层,并在那里产生出电流。电流磁场相互作用导致内核旋转,就像电枢在电动机中旋转”。
加州大学圣克鲁斯分校的地球科学教授加里·格拉兹麦尔说:“这是一项有意义的发现,它减少了一个领域 中的不确定性,你能从中学到新东西。”同期的《科学》杂志专门为这一发现配发评述文章,美国的《纽约时报》、《国家地理》杂志和英国的《物理学世界》等对这一发现进行了详细报道。美国国家科学基金会和中国国家自然科学基金会为这项工作提供了资助。
地核由固体金属构成,它包括一个大小与月球相当的直径为2400公里的固态内核,和直径为7000公里的液态外核。科学家们认为,内核在产生地球磁场的地球动力学中发挥了重要作用,来自地球动力学的电磁转矩导 致内核相对于地幔和地壳旋转。
科研项目
主持过中国国家自然科学基金海外杰出青年(B类)、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、中国地震局行业专项;美国国家科学基金会(NSF)、美国联邦政府、哥伦比亚大学伊利诺伊大学、William and Flora Hewlett 基金、伊利诺伊大学和法国联合基金。并参加过科技部973项目、中石油专项、中海油专项。
荣誉表彰
1989-1992:加州理工学院邵逸夫奖学金 Sir Run Run Shaw (of Hong Kong) Graduate Fellowship at Caltech。
1994-1996:哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测台博士后Postdoctoral Fellowship。
1996-1999:哥伦比亚大学Lamont-Doherty地球观测台Storke-Doherty Lecturer。
1996:内核超旋转的发现被美国SCIENCE评为当年十大科学突破之一。The work on the rotation of the Earth's inner core (Song and Richards, Nature, 1996) was named as a 1996 Break Through of the Year by SCIENCE magazine.
1996:美国Popular Science杂志科技奖。It also won the 1996 Award for Science and Technology by PopularScience magazine.
1996:国际地球物理和大地测量学联合会(IUGG)地球深部委员会(SEDI)青年科学家Doornbos奖。Doornbos Prize by the International Union of Geophysics and Geodesy committee on Studies of Earth Deep Interior (SEDI) for the work on inner core rotation.
1997:日本科技厅(STA) Fellow。Science and Technology Agency (STA) Fellow, the Research Development Corporation of Japan.
1998:中国国家自然科学基金会海外杰出青年基金(杰青B类)(首届)。
2000:内核超旋转的发现(Song and Richards, 1996) 被美国DISCOVERY杂志评为二十世纪最重要的发现之一。Work on inner core rotation was named as one of most important science discoveries in the 20th century by DISCOVER magazine.
2005:内核超旋转的证实(Zhang et al. 2005)被美国DISCOVERY杂志评为当年最重要的100个科学发现之一。Science paper by Zhang et al. was selected as DISCOVER's 100 Top Science Stories of the year.
2006-2007:入选美国伊利诺伊大学高等研究中心研究员。Associate, Center for Advanced Study, University of Illinois at Urbana-Champaign.
2010-2020:国家级专家(短期)(南京大学、武汉大学、北京大学)。
2016:地球内内核赤道各向异性工作被中国科学院中国发展报告选为“2015年中国科研代表性成果”;被大英百科全书(Encyclopedia Britannica)选为代表性工作“Year in Review 2015”。
2016:亚洲大洋洲地球科学学会 (AOGS) 杰出讲座。Asia Oceania Geosciences Society (AOGS) Distinguished Lecture.
2020-今:国家级专家、北京大学讲席教授。
2024年中国地球物理科学技术创新奖一等奖。
社会任职
美国地球物理协会(AGU)会议多次专题的召集人和主持人,中美地震学合作研讨会组织成员和代表,美国国际地震研究协会(IRIS)全球地震台网(GSN)常委员会成员和主席,国际中国地球科学促进会(IPACES)副主席、主席。现任Earthquake Science主编,曾任Earth and Planetary Physics副主编、Geologica Sinica副主编,及多个杂志编委。现任中国地震学会地震学专业委员会主任,中国地震科学实验场人工智能首席科学家,及多个学术机构学术委员会成员。
人物事迹
科学家们发现,地球内核的旋转速度每年要比地幔和地壳快0.3到0.5度,也就是说,地球内核比地球表面构造板块的运动速度快5万倍,新发现有助于科学家们解释地球磁场是怎样产生的。美国伊利诺伊大学地球物理学家宋晓东教授是这项研究工作的负责人,他们的成果发表在2005年8月26日出版的美国《科学》杂志上。新发现也结束了一场为期9年的争论。宋晓东说:“我们相信我们得到了确凿的证据。”
加州大学圣克鲁斯分校的地球科学教授加里·格拉兹麦尔说:“这是一项有意义的发现,它减少了一个领域中的不确定性,你能从中学到新东西。”同期的《科学》杂志专门为这一发现配发评述文章,美国的《纽约时报》、《国家地理》杂志和英国的《物理学世界》等对这一发现进行了详细报道。美国国家科学基金会和中国国家自然科学基金会为这项工作提供了资助。
地核由固体金属构成,它包括一个大小与月球相当的直径为2400公里的固态内核,和直径为7000公里的液态外核。科学家们认为,内核在产生地球磁场的地球动力学中发挥了重要作用,来自地球动力学的电磁转矩导致内核相对于地幔和地壳旋转。
早在1996年,宋晓东和保罗·理查德还是纽约哥伦比亚大学拉蒙特—多尔蒂地球观测站的地震学家,通过对穿越地球的地震波的分析,他们第一次提出了地球内核的旋转速度比其它部分快的观点。但这在当时有相当争议,部分地震学家怀疑推导出结果的数据有误,或是假象;也有科学家曾试图证明地球内核的运动速度并不比其它部分快;部分科学家说,虽然内核在旋转,但它的速度比哥伦比亚学者提出的速度慢多了;有人则说,他们没有发现迹象表明内核比地球的其它部分转得快。
之后,宋晓东到伊利诺伊大学地质系做教授,他和仍在哥伦比亚大学的理查德共同领导了一项新研究,他们的研究将消除人们对这个结论的任何怀疑。
宋晓东说:“尽管还不能精确地测定出内核旋转的速度,但我们的论文表明这个速度不可能是零。”地球在一天时间里自转一次,或360度,新研究表明,地球内核的旋转速度每年比其它部分快0.3到0.5度。这个更为精确的发现比他们1996年提出的快1.1度慢一点。
通过对历史上地震波穿过地球液体核和固体内核的数据进行对比,宋晓东等发现了令人信服的证据,表明地球的固体内核确实以不同的速度在旋转。从大西洋的南桑威奇群岛地区到美国南部海岸线,他们对18个相似地震进行了观察。相似地震也称为波形地震对(earthquake waveform doublet), 在同一台站记录的一对地震的波形完全一样,说明这两个地震发生在同一地点。宋晓东等发现, 这些地震对在阿拉斯加州及靠近的地方的58个地震台站都有记录,地震对的间隔时间跨越0到35年,从而让研究人员能观察地震波随时间的变化。
宋晓东说:“当地震对的两个事件的时间相隔大于几年时,穿越地球内核的相似地震波在旅行时间和波形上表现出系统性的变化。惟一可信的解释就是内核的运动。”
为什么地球内核会以不同速度旋转呢?宋晓东认为最可能的解释是电磁耦合,“在外核层产生的磁层扩散到内核层,并在那里产生出电流。电流与磁场的相互作用导致内核旋转,就像电枢在电动机中旋转”。
人物评价
华盛顿大学的地震学家肯尼思·克里杰对这一发现进行评论说:“这一发现消除了地球内核是否与地幔以不 同的速度旋转的仅存不多的怀疑。” 格拉兹麦尔说,他和同事的计算机模拟显示,地球内核确实比外部旋转得快,但由于缺少详细的数据,模型 没有得出究竟快多少。新研究的数据将提高计算机模型的水平,让科学家能更好地理解地球内部是如 何工作的。这篇论文的共同作者除了宋晓东和理查德以处,还包括哥伦比亚大学的研究生张健和研究科学家费利斯·瓦 尔德豪泽,以及伊利诺伊大学的研究生李迎春和孙新雷。
作为全球著名的地球物理学家,宋晓东教授不仅推动了地核研究的发展,更是地球内核诸多突破的开拓者。(北京大学评)
最新修订时间:2024-11-19 18:22
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参考资料