2018-02-08

从天探地震 中国“地震卫星”距离预报地震有多远?

编辑:冯一伦
导 语

时光穿越,“张衡”来到了2018年2月2日。这一次,被命名为“张衡一号”的卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,它将借助“天眼”看地震。

  浙江在线杭州2月8日讯(浙江在线编辑 冯一伦)2月6日,台湾花莲附近海域发生6.5级地震。可以想见,当晚23时50分,有些居民刚刚进入梦乡,在没有任何防备情况下,遭遇地震是多么措手不及。

  而地震发生四天前的2月2日,中国首颗电磁监测试验卫星“张衡一号”在酒泉卫星发射中心发射成功,很多人都欢庆“有望从太空提前预报地震”。专家提醒说,现在就开始讨论地震预测预报还为时过早,但中国和世界科学界在该领域的不断积累,有望在未来攻克这个难题。

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地震仪

  地震预测是个世界性难题

  在21世纪的今天,人类文明已经走过6000多年历史并迎来第六次科技革命,如果要问还有哪些世界性难题久攻未破,甚至仍在限制人类的想象力?地震预测肯定算一个。

  以去年为例,来自中国地震局的数据显示,2017年我国发生5级以上地震19次,其中大陆地区13次,台湾地区6次,最大地震为8月8日四川九寨沟7.0级地震。这些地震共造成大陆地区37人死亡,1人失踪,617人受伤,直接经济损失145.58亿元。放眼全球,2017年发生7级以上地震8次,最大地震为9月8日墨西哥近海沿岸8.2级地震。

  而纵观近十年,全球地震频发,6级以上强震相继出现在土耳其、海地、智利、尼泊尔,以及我国汶川、玉树、雅安等地。有网民说,地球犹如手机被调成“振动模式”。北京大学地球与空间科学学院副教授雷军曾表示:我们必须承认最近几年地震确实比较活跃。

  震短期、临震预报是当今公认的一个世界性科学难题。因此,通过研究地质结构、地壳形变、板块运动、地下流体等发现地震成因与机理,进而建立地震监测与预报体系的传统攻关模式,如雄关漫道难以逾越。

  目前,关于地震的成因,地震学界也众说纷纭。主流的板块构造学说、传统的大陆漂移学说、新兴的核裂变说等理论侧重不同、各有拥趸,学界尚无一套可以支撑地震短临预测的理论体系。

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遭地震毁坏的房屋

  预测地震为什么那么难?

  神秘的地球内部有着千变万化的地质结构和难以考证的能量场,地震预测成为举世公认的世界难题,它的复杂性令人望而生畏,有专家甚至断言“地震无法预报”。

  那么,预测地震为什么那么难?

  “张衡一号”卫星工程首席科学家兼副总师、中国地震局地壳应力研究所总工程师申旭辉说,摆在科学家面前的地震预报难题有“三座大山”。首先是地震事例太少。他说,中国平均每3年有两个7级地震,全球每年则有18个——尽管谁也不愿看到地震发生,但这无法避免,仅从科研角度来说,这样几次的数据连有效的统计分析都不够,不足以帮助科学家形成完整的地震预测科学体系和方法体系。

  换言之,地震监测的研究结果难以检验。申旭辉说,强烈地震对于同一地区可能是几十年、几百年或者更长的时间才能遇到一次,对于不同地区,甚至不同时期的孕震过程,机理差异很大,所以,“重复实践”进行检验的机会很难碰到。

  其次,地震科学研究的方法和手段受到很多制约。申旭辉说,地震发生在地下二三十公里处,而当今世界上最深的钻孔只有12公里,科学家们很难去地下“看”究竟发生了什么,“既看不见,也摸不着”。

  相应地,现有的地震“观测”均是间接的,人们只能依靠地面的观测资料,对地球内部的状况进行反演和推测,但申旭辉告诉记者,地面的探测站点毕竟分散,又很难把全球的地球物理场搞清楚。

  第三是理论的更新相对较慢。地震是地球上规模宏大的地下岩体破裂现象,其孕育过程跨越了几年、几十年,甚至更长的时间,因而,不但很难用经典物理学从本质上加以描述,也难以在实验室或者野外进行模拟。

  申旭辉说,地震研究的基本理论本身起源于早期的牛顿物理学,而如今物理学发展很快,基础理论学科相互交叉渗透,地震研究迫切需要吸收其他相关学科的理论。

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“张衡一号”卫星运行示意图

  “张衡一号”从天上“看”地震

  1800年前,东汉科学家张衡创造出一件传世杰作——地动仪,这是世界上首架地震仪。当时利用这架仪器,我国成功测报了西部地区发生的一次地震,这比西方国家用仪器记录地震的历史早了1700多年。

  时光穿越,“张衡”来到了2018年2月2日。这一次,被命名为“张衡一号”的卫星在酒泉卫星发射中心成功发射,它将借助“天眼”看地震。

  2月2日,我国首颗电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,这让我国成为目前全球拥有在轨运行的多载荷、高精度地球物理场探测卫星的少数国家之一,为“地震预测”这道世界性难题的解答,提供一种新的尝试思路。

  据国防科工局系统工程司副司长赵坚介绍,卫星具有覆盖范围广、电磁环境好、动态信息强、无地域限制等优势,使用卫星研究地球电磁环境能够从更大尺度上提高对地震孕育发生规律的研究和认识,弥补常规地面地震监测手段的不足。

  例如青藏高原、海洋等地震台网不能完全覆盖地区,通过卫星就可以实现全疆域实时观测。“张衡一号”电磁监测试验卫星在轨运行的5年中,将以标准手段电磁监测我国6级以上、全球7级以上的地震,并通过大量数据积累和震例分析,推动我国地震观测技术发展。

  (综合科技日报、环球时报、经济日报、中国青年报消息)