給地球做“CT”

鷲峰地震臺剛建成時。 （資料圖片）

鷲峰地震臺新貌。 本報記者 郭靜原攝

都說地震研究的基礎在于觀測，那么積累了一定數(shù)量的觀測數(shù)據(jù)后，地震可以被預報嗎？

1975年2月4日發(fā)生的遼寧海城地震，是世界上公認的第一個被成功預報的大地震?！半m然地震學家對這次地震進行了成功的預報，但這是經(jīng)驗性的，實際上并沒有真正掌握地震發(fā)生的內(nèi)在規(guī)律，地震預測、預報還沒有過關。”中國科學院院士、我國著名地球物理學家陳運泰說。

考驗接踵而至。1976年7月28日，距離海城約500公里的河北唐山，僅數(shù)十秒內(nèi)，這座有著百萬人口的城市就被大地震夷為平地——7.8級的唐山地震成為新中國成立以來最為慘重的地震災害?！暗卣饘W家運用海城地震成功預報的經(jīng)驗于唐山地震，但事與愿違，使我們認識到經(jīng)驗性方法的局限性?！标愡\泰說：“唐山地震預報的失敗讓我們清醒認識到，地震遠不像我們想象的那么簡單，它看不見也摸不著，研究大氣可以放氣球或是發(fā)射衛(wèi)星，研究海洋可以利用潛水器，但固態(tài)地球的深部，人類根本無法進入?！?

為了探明地球內(nèi)部，地震學家決定給地球做“CT”。“地震波在地下世界穿行時會和周圍介質‘互動’。我們通過監(jiān)測地震波的一舉一動，對收集來的地震數(shù)據(jù)進行計算和分析，從而反演得知地球內(nèi)部和震源的性質?！标愡\泰告訴經(jīng)濟日報記者，探究地震的孕育過程，就是分析研究從各種不同傳播路徑下到達地震臺的地震記錄，以期認識地震發(fā)生的原因及其規(guī)律，“預測”地震災害的強弱分布，為分秒必爭的地震救援服務。

地震研究從來都不是一個人或一個臺站的“戰(zhàn)斗”。目前，全國已布局1000多座固定臺站，這些都是地震學家觀測“地象”的據(jù)點，構成一張覆蓋全國的監(jiān)測網(wǎng)絡，即國家地震臺網(wǎng)。而對重點地區(qū)更是劃定為“地震實驗場”，調(diào)集和部署流動臺陣進行重點監(jiān)聽。

中國地震科學探測臺陣就是其中的“流動兵團”，擁有約1500套地震儀，相當于同等數(shù)量的流動地震臺，可以根據(jù)需要開展“運動戰(zhàn)”。中國地震局地球物理所研究員楊建思介紹，固定地震臺站的臺間距約為幾百千米，而流動地震臺陣的臺間距根據(jù)需要可布設為幾千米到幾十千米不等，對于研究天然地震而言，這種針對重點地區(qū)的加密觀測能大幅提高對地下介質物性、結構和過程的認識。

隨著數(shù)字技術在地震觀測中的大量應用，人類正迎來破解地震密碼的曙光。2008年5月12日，汶川8.0級地震發(fā)生后，由陳運泰領導的研究組隨即下載全球地震臺網(wǎng)記錄資料，進行汶川地震破裂過程反演。在地震發(fā)生后10多小時，他們就提交了測定結果，明確給出不但汶川、映秀是重災區(qū)，北川、青川一線也為重災區(qū)的結果。這一重要信息，被火速發(fā)送至前線指揮部，為部署救援力量提供了寶貴的決策依據(jù)，“極震區(qū)”的概念也從這次地震后廣為人知。

“一次反演需要的數(shù)據(jù)量太大了，過去我們拿到地震數(shù)據(jù)進行分析，通常一年半載才能得出測定結果，雖然這在學術上可能有意義，但對地震救援工作而言失去了實用價值。目前地震信息通過衛(wèi)星傳到數(shù)據(jù)中心，再到我們下載資料所用時間仍然有壓縮的空間?！痹陉愡\泰看來，隨著5G時代的到來，一定可以再度創(chuàng)造時間奇跡。

在汶川地震10周年之際，我國宣布建設中國地震科學實驗場。這塊占地78萬畝、橫跨川甘交界到云南南部的實驗場區(qū)域，將致力于破解從地震孕育發(fā)生到地面振動以及工程抗震應用的全鏈條防震減災科技問題，也是國際上現(xiàn)今唯一針對大陸型強震進行系統(tǒng)研究的地震科學實驗場。未來3年，中國地震科學實驗場還將建成多口數(shù)百米至1000米的地震井下觀測臺陣，獲取更豐富的地下結構和介質觀測數(shù)據(jù)。

應急管理部副部長、中國地震局局長鄭國光表示，實驗場將凝聚國內(nèi)外、多學科的地震科研力量，為實現(xiàn)從科學統(tǒng)籌不夠的“游擊戰(zhàn)”向圍繞顯著提升地震災害防治能力、聚焦關鍵科學問題開展持續(xù)攻關的“陣地戰(zhàn)”轉變。

（編輯：守城）