固体地球是人类的家园,为我们提供了生存与发展所需的各种资源与能源.500年来,人类工业化的进程与地球的相互作用,产生了地质环境恶化、地质灾害频发等方面的不可持续发展的问题.上述问题的解决需要开拓地球物理学的研究领域.中国拥有960万km2的陆地和近300万km2的海域,独特的地域环境和自然现象、复杂的大陆组成与结构、年轻的山脉和构造活动性等,为固体地球科学的发展提供了独特的科学问题和天然试验室,南北地震带的研究就是其中的重要课题之一.

、地球科学的永恒主题是地球的组成、结构和形成、演化,这也是地球物理探测的主要目标.46亿年来地球演化的过程中发生过各种各样的地质作用,反映了地球在不同时期行为的特点.这些地质作用的记录称为"事件",可粗略分为三种尺度:全球尺度、区域尺度和局部尺度.海平面升降、生命大爆发或者生命大灭绝都属于全球尺度,而中国大陆大地构造格架为三横(东西向)两竖(南北向)两个三角,不仅表明"一路一带"的重要性,而且还表明西部新生代晚期青藏高原隆升、新生代南北地震带形成演化,都属于区域尺度.不言而喻,区域大地构造研究是全球构造理论的基础.比区域尺度还要高的尺度叫局部尺度,这个尺度主要与矿产资源勘探有关.对于公益型的地球探测研究,主要进行区域尺度的探测,研究对象为区域地壳上地幔,目标是搞清区域地壳上地幔的组成结构与演化.开展区域地壳上地幔研究的问题主要有二:

其一是区域的面积很大,可达上百万平方公里,用几条剖面只能大略地在切面上看一下沿线的地壳结构,发现不在线重要信息的几率非常低,达不到揭示演化事件的细节的目标.

其二是研究成果如何验证的问题.地球探测得到的"成果"就是关于区域地壳上地幔组成结构的一些科学假说.验证的方法一是预测、二是钻探.由于地质作用进行十分缓慢,如一年的变形速率大约在1~5mm级次,通过预测来验证假说至少也要等几十年的时间.而且,在这几十年中又会有几十个更新颖的假说出现,到底去验证哪一个?科学钻探是客观的验证,但是不仅耗费巨大,而且目前只能钻在1万米左右,无法打穿上地壳坚硬的结晶岩石.

然而,地球探测的同行们并没有放弃探测区域地壳上地幔的努力,因为这件事不仅涉及到新全球构造理论的开创,也与现代社会人类面临的能源、资源危机与环境灾害密切相关.近年来,借助信息时代的技术支撑,地球物理学找出了几种能进行面积性调查而且成本很低的地球探测新方法,其中最重要的就是流动地震台站远距离接收的地震层析成像、大地电磁法探测和区域重力场多尺度分析及多层密度反演.本专辑中相当部分论文就是利用这些新进展对中国地球物理学报(ChineseJ.Geophys.)58卷　中部南北地震带区域地壳上地幔进行探测取得的研究成果.

南北地震带北起阴山和河套盆地,向南经过银川盆地、六盘山、西秦岭、龙门山松潘甘孜、西康地区,直到滇西三江,这里地势险要、人口比较密集,但是地震等各种地质灾害频发.在地质上南北地震带紧接青藏高原东缘,是青藏高原向东部克拉通盆地过渡的构造转换地带.新近纪以来受印度-澳大利亚板块向北碰撞-俯冲的影响,南北地震带发育了大量地壳深部的活动断裂构造,它们控制了中国大陆东西部的地震活动性和活动大地构造特征.本专辑中的论文通过研究南北地震带地壳深部的活动断裂和其他构造,揭示区域地震活动性成因和活动大地构造特征,对于该区的可持续发展具有一定的指导作用.

2012年G8峰会前夕,全球15个国家的科学院联合签署了一份名叫"G-Science"的科技声明,声明认为目前全球三大难题是:第一,如何同时满足人类对水和能源的需求;第二,如何形成人类对自然灾难和技术灾难的弹性应对机制;最后,如何精确测定各国温室气体排放量并形成国家减排目标和履行国际义务.呼吁G8领导人进一步考虑科学与技术在解决全球挑战中的重要性和紧迫性.上述15个国家的科学院来自中国、巴西、加拿大、法国、德国、印度、印度尼西亚、意大利、日本、墨西哥、摩洛哥、俄罗斯、南非、英国和美国.声明呼吁,各国政府应积极解决全球三大难题,并形成系统性、创新性的解决办法.声明强调了科学在解决全球三大难题中的重要性和紧迫性.开拓区域地球物理学的研究领域,加强南北地震带地壳构造和活动构造研究,体现了中国地球物理学界对解决全球三大难题的积极响应,这也是《地球物理学报》推出本期专辑的目的.

本专辑特邀请杨文采、王椿镛先生做为执行主编,他们为专辑的出版付出了巨大贡献.在此我表示衷心的感谢!!目前我国正在实施习总书记得出的"一带一路"的战略构想,在大力加强"一带一路"研究的同时,为了中国社会的可持续发展,希望大家一起来加强区域地球物理学研究,查明中国大陆和海洋的地壳上地幔,使人类与地球的互动更加和谐和协调.