新方法可为断层区的长距离运输管道提供保护

近日，澳大利亚悉尼科技大学报道称，该校研究人员开发出一种经济有效的方法，可以为长距离运输管道在遭遇重大地质断层事件或较大地面运动时提供保护，保障其正常运输能力。

澳大利亚拥有长度为5万公里的管道，在输送水、天然气和石油产品，以及将污水输送到污水处理厂方面发挥着关键作用。但是，管道穿过许多活动断层，例如达令断层，这些断层对运输管道的安全性形成了严峻挑战。为此，来自悉尼科技大学的研究人员提出用一种廉价轻质材料的聚合物——膨胀聚苯乙烯（EPS）土工泡沫块对管道进行保护，并基于先进的三维计算机模型，评估了在走滑（水平）断层破裂的情况下由这种土工泡沫块保护的管道的机械性能。结果发现，用这种泡沫块保护的管道具有出色的性能，原因是这种材料是可变形的，它们可以在断层破裂时自压缩，从而减少周围土壤对管道施加的压力，说明管道可以承受更高强度的构造变形，从而保证管道即使遭遇走滑断层破裂情况仍可正常运行，之前这种情况会导致传统的地下管道遭受灾难性的破坏。（刘文浩）

德国科学家首次检测到地震引发的重力信号

近日，德国波茨坦地学研究中心称，该中心研究人员开发出一种算法，首次以高精度检测到地震引起的重力信号，同时，对2011年福岛附近地震数据的测试表明，该方法有助于未来对地震预警系统的改善。相关成果发表于《地球与行星科学通讯》。

在闪电发生之后，人们会听到雷声。几个世纪以来，人们一直在尝试利用闪电和雷声间的时间差来估算雷暴的位置。两个信号之间的时间间隔越大，观察者离闪电的位置就越远。这是因为闪电以光速传播，几乎没有时间延迟，而雷声传播的速度要慢得多，大约每秒340米。

对地震而言，其也发出以光速传播的信号（每秒30万公里），并且可以在相对较慢的地震波（每秒约8公里）到达之前被记录下来。但是，以光速传播的信号不是闪电，而是由于地球内部质量变化引起的重力的突然变化。直到最近，这些所谓的瞬态弹性重力信号（PEGS）才通过地震测量被检测到。借助这些信号，有可能在破坏性地震或海啸波到达之前较早地检测到地震。

然而，这种现象的引力效应很小，不到地球引力的十亿分之一。因此，PEGS信号只能记录最强的地震。此外，它们的产生过程非常复杂，不仅直接在震源处产生，同时，也随着地震波在地球内部的传播而不断产生。到目前为止，还没有直接、准确的方法能在计算机上可靠地模拟PEGS信号的产生。现在，GFZ研究人员提出的算法计算PEGS信号时不费吹灰之力，而且获得的结果精度高，这在全球尚属首次。同时，研究人员证明，通过这些信号可以了解特大地震的强度、持续时间和机制。（赵纪东）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2020.116150

美国制造业面临最大供应风险的23种矿产品

近日，来自美国地质调查局、美国白宫科技政策办公室、美国国防后勤局等研究人员组成的研究团队在《科学进展》上发表文章《评估美国制造业的矿产供应风险》，该研究利用一种新方法识别出对美国制造业构成最大供应风险的23种矿产品，并强调铝和钛的高风险曾被忽视。文章还指出，中国是包括稀土元素、石墨、铋、铝、锑、钨、镁、镓、钛、锗共15种风险最大的矿产品的最大生产国。

文章研究了2007—2016年间52种矿产的数据，并考虑了3个关键风险：外国供应中断的可能性、美国制造商对外国供应的依赖程度，以及美国制造商承受供应中断的能力。中断的可能性考虑了各国维持供应的能力（从基础设施、政治稳定和劳动力供应等方面），以及它们这样做的意愿，衡量标准包括贸易关系、共同价值观和与美国的总体友好程度。对工业的影响取决于这些材料被替代的难易程度，以及企业消化价格上涨或囤积矿产的经济能力。该研究确定23种对美国制造业构成最大供应风险的矿产，包括6种稀土元素（镝、钇、钕、镧、铈和镨）、5种铂族元素（铂、钯、铱、铑和钌）、钴、石墨、铋、铝、锑、钽、钨、镁、铌、镓、钛、锗。

23种风险最大的矿产的用途广泛，从电子产品到催化转换器，再到计算机硬盘驱动器、核磁共振扫描仪和风力涡轮机中的永磁体。其中，中国是15种风险最大矿产的最大生产国，包括稀土元素（镝、钇、钕、镧、铈和镨）、石墨、铋、铝、锑、钨、镁、镓、钛、锗。此外，23种矿产中的15种主要或完全作为副产品生产，这意味着它们的供应依赖于对其他原材料的需求。研究发现，尽管这些商品的供应风险确实会因市场力量而发生变化，但在其研究的10年时间里，大多数的供应风险保持稳定。（刘学）