科學家建議實施「地下明燈計劃」:製造人工地震監測地球內部

2020-11-24 澎湃新聞

科學家建議實施「地下明燈計劃」：製造人工地震監測地球內部

一提到地震，人們首先聯想到山崩海嘯，房倒屋塌，以及人員和財產的損失。

但對地震學家來說，地震卻不完全是個「壞東西」。作為目前少量可以穿透整個地球的信號，地震波可以幫助人們認識地球內部結構。因此，天然地震也被稱為「照亮地下的明燈」。

「地震學家通過分析地震波研究地球內部結構的過程類似於老百姓挑西瓜的過程。用手拍拍、耳朵聽聽就能夠判斷西瓜是不是熟了。」6月22日，中國地震局主動源探測項目組研究員徐平在接受《中國科學報》記者採訪時說，「地震給地球敲一榔頭，我們就能聽聽地球內部的結構是怎樣的。」

地下結構與人們的生活息息相關。大多數破壞性地震都發生在地下數十千米的地方，研究這個深度上的結構有利於人們認識地震發生的環境；大部分油氣資源儲存在5千米以淺的地下，這個地區的精細結構對於油氣資源探查具有重要意義；而大部分城市建設於沉積盆地之上，精細的沉積層結構研究將直接服務於城市防震減災。

然而，隨著研究的深入，僅通過天然地震來研究地球內部已經不夠了。「科學家就想到製造人工震源，來填補沒有地震的地方，或者更加精密地去了解某個地方。」徐平說。

過去20年來，中科院院士陳顒帶領主動源探測團隊開展了大量野外實驗，試圖尋找一種合適的人工震源，他們測試了電火花、落錘、人工爆破、可控汽車震源在內的十幾種震源，但效果均不理想。

「後來，我們受到海洋石油勘探的啟發，最終

選擇了水中激發的氣槍震源作為陸地地殼結構探測和介質變化監測的人工震源。

」徐平說。

隨後，項目團隊解決了大量理論和技術問題，把氣槍震源系統從海洋移植到了陸地水體，並於2011年在雲南賓川建成了世界第一個專門向外發射地震波的地震臺，發射的地震波傳播遠達200公裡,可覆蓋近20萬平方公裡的面積。此外，團隊還研製了移動式和船載式等多種氣槍震源系統的技術裝備，可以適用於大陸上的江河湖泊及近海、水庫等水體。

這一技術手段的優勢也很快顯現出來。雲南賓川氣槍發射臺和甘肅祁連發射臺幾年的監測發現，氣槍發射地震波的走時和固體潮的變化與地震發生有密切的聯繫，徐平認為，這是一種有希望的地震物理預報的前兆。而在新疆建成的固定式氣槍震源除了用於地震監測預報工作外，還服務於國家能源安全，為呼圖壁地下儲氣庫的安全生產提供了支撐。

而在長江安徽段330公裡水域中進行的氣槍5000次激發觀測結果則表明，氣槍技術可以用來進行區域尺度的地下結構探測。激發的信號被應用於郯廬斷裂帶南端地殼及上地幔結構探測中，取得了良好效果。

如今，團隊還有了一個大膽的設想，根據測算，如果在全國建立10個固定的氣槍發射臺，每個臺的監測距離能達到1000公裡的話，就能夠覆蓋整個中國大陸。「這將在城市地下空間的合理利用、城市地震安全性評價、活動斷裂調查、城市地下三維地質圖編制、礦山中礦脈追蹤等領域有廣泛的應用前景。」徐平建議，通過實施這樣的「地下明燈計劃」，就有望真正實現「天上有北鬥，地下有明燈」。

（原題為《地下明燈計劃：他們為何要「製造」地震》）

(本文來自澎湃新聞，更多原創資訊請下載「澎湃新聞」APP)

關鍵詞 >> 地下明燈計劃 人工震源 氣槍發射臺

相關推薦

評論（）

相關焦點

  • 人工製造地震「看透」地球內部變化
    人工製造地震「看透」地球內部變化 2017-07-06 08:29但在這些「破壞力」之外，它也會帶來一個小小的「福利」——地震產生的地震波是目前少量可以穿透整個地球的信號，可以幫助人們認識地球內部結構。　　國際著名的俄國地震學家伽利津就曾將地震波比喻為短時間照亮地球內部的一盞燈，認為這盞燈不僅可以照亮地球內部，還有可能幫助人類明了自然界的複雜現象。　　近日，中國地震局發布消息稱我國地震學家正在實施「地下明燈」計劃。
  • 中國地震局:拓展氣槍震源應用領域 積極實施「地下明燈計劃」
    新華網北京6月22日電（汪亞）中國地震局2017年第二季度例行發布會今日在京舉行，發布會介紹了探測地下構造的主動源技術系統及其應用項目背景與思路、項目創新點，重點介紹項目科技社會效益與評價等，深入闡述項目研究成果對於提升地下結構探測及介質變化監測能力，服務防震減災及地球科學研究的作用。
  • 中國尋地震規律 開展對地下結構的探察
    如何提高地震預測和風險防範能力？地震發生後又怎樣將損失降到 ？針對這些長期困擾地震學界的難題，不久前，我國啟動了地震科技創新工程，擬通過「透明地殼」「解剖地震」「韌性城鄉」和「智慧服務」4個計劃的實施，未來10年，我國的地震科學研究水平以及防震減災能力將大幅度提升，達到國際先進水平。
  • 地震能給地球做「B超」？認識一下競爭堪比火星探索的地球探測
    競爭激烈程度堪比航天的各國地球探測與人們耳熟能詳的世界主要科技大國火熱的航天競爭不同的是，各國地下探測計劃雖不為大眾所熟知，但是競爭同樣異常激烈。加拿大的地球透鏡計劃、澳大利亞的袋鼠計劃、法國的ECORS計劃、德國的DEKORP計劃、英國的BIRST工程、美國的臺陣計劃，均屬於地球內部探測大型科學計劃。
  • 沒想到吧,就在昨日凌晨,河南有一次人工地震
    我們知道，地震預報目前依然是世界難題，之所以難的原因之一，就是我們至今對腳下的這片大地了解甚少。俗話說，「上天容易入地難」，隨著人類科技的發展，如今我們的目光，已經達到可以窺探黑洞的面目，但是，對於地球內部，我們的鑽頭尚無法穿透地殼。目前的科技手段雖然無法支持我們直接接觸地下，但是，我們卻可以通過間接的方式去了解地下的結構。
  • 中國給地球「做CT」:尋找地震規律 讓地殼變透明
    為何會發生地震？如何提高地震預測和風險防範能力？地震發生後又怎樣將損失降到最低？針對這些長期困擾地震學界的難題，不久前，我國啟動了地震科技創新工程，擬通過「透明地殼」「解剖地震」「韌性城鄉」和「智慧服務」4個計劃的實施，未來10年，我國的地震科學研究水平以及防震減災能力將大幅度提升，達到國際先進水平。
  • 地震科學預測新技術!「地下雲圖」,讓地震實時「看見」
    因此，實施以地球內部成像、探測地球內部構造和物性、動態跟蹤監測地震孕育發展過程的「地下雲圖」工程，時機已經成熟。 地脈動噪聲作為地震觀測的背景幹擾，很早就被地震學家重視，科學家們希望能夠通過地脈動記錄實時監測地殼介質變化。
  • 都希望地震越少越好，為何科學家還要進行「人工地震」實驗？
    根據數據顯示，在地球上，平均每年都會發生約500萬次以上的地震，人類可以明顯感覺到的地震多達5萬次，其中會造成一定破壞的地震則約為100次每年。看起來地震是不是非常多？可是，科學家們卻仍然覺得「不夠多」，甚至還會製造「人工地震」，這究竟是怎麼回事呢？
  • 中國給地球「做CT」:讓地殼逐漸變透明 尋找地震規律
    針對這些長期困擾地震學界的難題，不久前，我國啟動了地震科技創新工程，擬通過「透明地殼」「解剖地震」「韌性城鄉」和「智慧服務」4個計劃的實施，未來10年，我國的地震科學研究水平以及防震減災能力將大幅度提升，達到國際先進水平。
  • 科學家利用地震波繪製地球內部地圖 精確度空前
    據國外媒體報導，美國普林斯頓大學的科學家對地震進行監測，利用監測到的地震波繪製迄今為止精確度最高的地球內部模擬圖，揭示地殼與外核之間的層地幔。
  • 人工地震不是瘋狂科學家的試驗
    據了解，全球平均每年發生約500萬次地震，能被人們感覺到的地震約5萬次，可能造成破壞的地震約100次。但很少有人知道，地震產生的地震波是目前少量可以穿透整個地球的信號，可以幫助人們認識地球內部結構。為此，地震科學家、地質勘探員、工程師等許多專業人士研究出人工地震的方法，在工程建設、科研活動中發揮了重要的作用。
  • 給地球深部「做CT」(厲害了,中國科技)
    為何會發生地震？如何提高地震預測和風險防範能力？地震發生後又怎樣將損失降到最低？針對這些長期困擾地震學界的難題，不久前，我國啟動了地震科技創新工程，擬通過「透明地殼」「解剖地震」「韌性城鄉」和「智慧服務」4個計劃的實施，未來10年，我國的地震科學研究水平以及防震減災能力將大幅度提升，達到國際先進水平。
  • 地震前兆監測——地下流體
    地下流體是指廣泛存在於地殼巖層空隙中的各種流動性物質，包括水、油和氣體等。集地質學、水文地質學、地球化學、水文地球化學、地球動力學於一體的地震地下流體學以地下水位、流量、水中氣體、化學組分、溼度和土壤中氣體等與地震的形成和發展過程有關的內容作為研究工作的主要對象。
  • 地球內部真的存在地內世界?地球內部精準圖曝光
    地殼和地殼底下猜測圖而根據今年外媒的報導，美國普林斯頓大學的科學家對地震進行詳細監測，利用監測到的地震波繪製了迄今為止精確度最高的地球內部模擬圖，揭示地殼與外核之間的層地幔。展現地球內部的3D模擬圖由普林斯頓大學教授傑羅恩-特魯普領導的研究小組繪製。監測過程中，他們對地震震動的速度進行分析。地震波穿過固態巖石時的速度較快，穿過巖漿時的速度較慢。在科學家繪製的3D模擬圖中，較慢的地震波呈紅色和橙色，較快的地震波呈綠色和藍色。科學家進行此項研究的目標是在年底前繪製整個地幔的地圖。地幔的深度達到1865英裡(約合3000公裡)。
  • 專家:放棄研究地震預測轉向加強抗震能力不合國情
    滕吉文說，目前，我們了解地球深部主要藉助地震波、電磁波場、重力場和地磁場，但各種觀測都是間接的。迄今為止，人類對地球內部有較精確認識的，僅限於地面以下30—40公裡處的地表，而地球半徑達6370公裡。所以為了深化認識地球本體及其深部動力過程，我們還有很長的路要走。 　　以地震研究為例，包括人工源地震和天然源地震，主要是幫助我們了解地球內部的速度結構性質。
  • 人工地震試驗!
    但很少有人知道，地震產生的地震波是目前少量可以穿透整個地球的信號，可以幫助人們認識地球內部結構。為此，地震科學家、地質勘探員、工程師等許多專業人士研究出人工地震的方法，在工程建設、科研活動中發揮了重要的作用。
  • 地震科學數據資源概況是什麼?
    除了日常監測工作外，中國地震局還開展了大量的地球物理探測、地質調查、地震災害調查、實驗工作，組織和參與了一系列國家大型科學研究和工程建設項目，如地學大斷面編制、地震區劃、大陸強震機理研究、火山與火山災害監測研究、三峽工程、青藏鐵路等工作，累計地球物理探測剖面超過7萬公裡、活斷層調查數千條，並在實施過程中積累了大量的基礎數據。
  • 人工地震不是瘋狂科學家的實驗
    人們把地震列為最可怕的自然災害之一。 眾所周知，世界平均每年約有500萬次地震，約有5萬次地震能被人感覺到，約有100次地震可能造成破壞。 但很少有人知道，地震產生的地震波是目前能穿透整個地球的少數信號，可以幫助人們了解地球的內部結構。因此，地震學家、地質勘探者、工程師等許多專業人員研究出了人工地震的方法，在工程建設和科學研究活動中發揮了重要作用。
  • 關於人工地震那些事
    人工製造的地震早在半個世紀前就已經被利用來做科學實驗。1845年，R·馬利特曾用人工激發的地震波來測量彈性波在地殼中的傳播速度。這是用人工爆炸所激發的地震來進行科學實驗的最初步。國際著名的俄國地震學家伽利津曾將地震波比喻為短時間照亮地球內部的一盞燈，因為它們是可以穿透整個地球的信號，可以幫助人們認識地球內部結構。
  • 人工地震是怎麼回事
    我國是世界上多地震的國家之一。根據地震史料記載，我國所有省份均曾發生過5級與5級以上的地震。地震分天然地震和人工地震兩類，天然地震是指自然界發生的地震現象。那人工地震是怎麼回事呢？　　人工地震是由於人為活動，如工業爆破、地下核爆炸造成的振動。還有打樁、爆破以及車輛通行，都可形成人工地震。