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北大研发出新型“地球听诊器”:AETA多分量地震监测系统

导读: 来自北京大学深圳地震监测预测技术研究中心的创客和研究团队独辟蹊径,历时5年研制出一种新型“地球听诊器”——AETA多分量地震监测系统,将其布设在地下或山洞内,可记录地震活动的前中后全过程,通过获取与分析“地声”与“电磁扰动”等地震前兆信息预测地震。

关于地震的成因,地震学界众说纷纭。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。

来自北京大学深圳地震监测预测技术研究中心的创客和研究团队独辟蹊径,历时5年研制出一种新型“地球听诊器”——AETA多分量地震监测系统,将其布设在地下或山洞内,可记录地震活动的前中后全过程,通过获取与分析“地声”与“电磁扰动”等地震前兆信息,可望发现规律,进而预测地震。

AETA多分量地震监测系统有个形象的别称:“地耳”。这只地下的“耳朵”,能帮助人们探听来自地下的哪些音符与旋律?

绕开地震成因研究,直接聚焦地震前兆信号

关于地震的成因,地震学界众说纷纭。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。

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”。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,如天下雄关般殊难逾越。

深圳“AETA”团队反弹琵琶,选了一条截然不同的路。“我们绕开了对地震成因的研究,直接聚焦地震前兆信号。”“AETA”团队负责人、北京大学深圳地震监测预测技术研究中心主任王新安教授发现,不少专业文献都提到,几乎每一次地震发生全过程都有种种异常征兆:有人类感官能觉察到的“宏观前兆”,如“鸡飞狗跳”、轰鸣的地声、五彩的地光等;也有仪器和长期监测才能察觉到的“微观前兆”,如电磁波、地应力、地面倾斜等变化。

“地震的孕育和发生是地下巨大的能量活动过程,这个活动过程应该会伴随发生各种物理变化和化学变化。比如电磁异常,通常是地下岩石受力变形至突然破裂释放的大量电磁扰动信号。在震中区及其附近更大区域,这类前兆信号都可能是非常明显的。”“AETA”团队成员、北京大学深圳地震监测预测技术研究中心雍珊珊说。

“AETA”团队成员、高级工程师徐伯星认为,地震的过程有些像“掰筷子”。“握住筷子持续缓慢发力,筷子在最后‘咔嚓’一声折断前,会不断发出响声。折断的一刹那,类似地震发生之时。”徐伯星说,“我们就是监测‘折断’之前的‘持续破裂’过程,试着从中找出、收集和分析与地震有关的前兆信号”。

理论上讲,“宏观前兆”和“微观前兆”都可以作为监测分量。但监测分量的选定和技术指标的制定,是基于对映震效果、系统成本、环境要求等多因素的综合考量。“AETA”团队最终选定了多频段电磁扰动和地声作为监测的两大分量,其他一些有研究意义的监测分量,比如地应力、氡气等惰性气体的观测,基于成本、布设等问题,暂时未作考虑。

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