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“捕捉”地震的野外實驗室什么樣
——專家詳解中國地震科學實驗場

發布時間: 2019-09-05 14:36:26   作者:   來源:   瀏覽次數:

 

占地78萬平方公里、橫跨川滇甘貴等省份,中國地震科學實驗場如此巨大的尺度和規模,讓人們很難想象,這將是一個科學家“捕捉”并深入研究地震的天然科學“實驗室”。為何要在如此大的區域建設地震科學實驗場?實驗場里將開展哪些具體實驗?對當地普通人的生活會有影響嗎?記者就這些問題采訪了有關專家。

實驗場為“網”撈地震之“魚”

成云致雨、水泛成災……隨著科技的高速發展,對于暴雨、臺風、洪澇等自然災害,人類已經有了相對清晰的規律認識,并能夠隨之給出預測和應對手段。但對地震這個地下深處看不見、摸不著的“對手”,全球科學家仍對其發生機制不甚清楚,并將地震預測預報視為世界難題??茖W家設想,若能在地震多發地區通過大規模布設儀器實時“捕捉”到每一次地震的發生軌跡和地球內外變化,并借地震發生之時來驗證相關防震減災技術,無疑將大大提高人類對于地震發生規律的認識水平。

“然而,地震發生的位置很難琢磨,且一次地震發生所能波及的范圍,小則幾公里,大則幾百公里,因此,為了完整、準確地監測到地震發生時的各類影響變化,這個‘實驗室’的尺度就一定要足夠大。這正是中國地震科學實驗場范圍如此劃定的原因。”中國地震局地震預測研究所所長吳忠良說。

中國地震局第二監測中心黨委書記杜瑞林則把實驗場比作了一張“大網”:“實驗場的這個區域主要涵蓋川滇,這里每年地震多發。它是歐亞板塊與印度板塊互相碰撞擠壓強烈變形的區域和關鍵部位,是研究大陸地震的理想場所,也是災害風險防治的示范區。我們在這個區域集中監測和開展地震野外實驗,正是用實驗場這個‘大網’來撈地震這條難以捉摸的‘魚’,網眼做得密些,也就更容易捉到。”

大規模實時觀測數據是關鍵

地震科學是以觀測為基礎的科學,主要觀測對象包括地震波、地磁、地聲、GPS形變等,因此,科學家在中國地震科學實驗場的區域范圍內,將集中開展一系列科學觀測活動。“地震的野外大規模實時觀測已成為可能。”中國地震局局長鄭國光說。

在監測設備上,除了選址建設固定的地震監測臺站和觀測站,科學家們將在實驗場區域內選擇野外合適的區域架設流動、密集的地震儀器臺陣,以觀測積累各類地球信號。中國地震局地球物理研究所所長丁志峰介紹,該所團隊在實驗場中將利用臺陣所獲得的地磁等信號,深入分析地球內部的物理變化,剖析地震應力等基礎科學研究問題。

中國地震局工程力學研究所所長孫柏濤則告訴記者,在實驗場中,該所將開展一系列建筑抗震的工程力學研究:“例如,我們將與當地政府部門合作,在一些橋梁大壩、高層建筑上架設微型傳感器,在各類地震發生時實時監測到建筑在震時和震后的相關力學數據,通過對這些數據的積累和分析,有助于更好地驗證和研發防震減災技術。”

深地探測也是實驗場科學監測的重要內容。記者了解到,借鑒美國、日本地震實驗場的成熟經驗,未來3年,中國地震科學實驗場將在區域內選址,建成多口數百米至1000米的地震井下觀測臺陣,探索開展數千米深井觀測試驗和穿透地震活動斷層的科學鉆探,以獲取更豐富的地下結構和介質觀測數據。

遠離人類活動區建設開放的科研平臺

建立臺站、臺陣和觀測深井,開展一系列地震科學監測,是否會對實驗場區域內的老百姓和自然環境造成影響?

對此,中國地震局地震預測研究所黨委書記張曉東表示,地震觀測儀器捕捉的地球信號一般都非常微弱,本身就需要環境無干擾,遠離人類生活區,所以各類科學儀器主要都選擇架設在野外,因此,對城鄉居民基本沒有干擾。同時,地震觀測的相關儀器普遍都是流動式的,如傳感器,一般體積小、功率低,且都是被動式接收信號的儀器,本身不會主動輸出信號和聲音,因此,對周圍的環境和動植物不會產生輻射和干擾,公眾不必多慮。

“除了進行科學觀測,實驗場區域內還將建設分布式的數據中心、儀器運維中心,建立數據共享合作機制,開放基礎觀測設施,為科研團隊提供觀測儀器、野外觀測服務和數據信息共享。”鄭國光說。

他表示,作為一個開放的科研平臺,中國地震實驗場將堅持開門建設、開放運行,開展最廣泛的國內外合作,凝聚國內外地震科研力量,實現從科學統籌不夠的“游擊戰”向圍繞提升地震災害防治能力、聚焦關鍵科學問題開展持續攻關的“陣地戰”轉變,以建設具有中國特色、世界一流的地震科學實驗場。

(本報北京5月10日電本報記者楊舒)

 

 

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