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"海洋地震"难以预测?厘米级传感新技术是福音

2017-06-29 11:29
龙凰
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全球戒备

这种海底声学测距技术被广泛应用在世界各地。德国基尔亥姆霍兹海洋研究中心在2015年为智利沿岸俯冲带上安装了这样一个传感器网络,帮助智利政府监测地震威胁。日本海岸警卫队每年会投入几个月的时间收集来自数十个国家海岸线上的数据。斯克里普斯研究所的地球物理学家大卫·查德韦尔(David Chadwell)尝试使用自动航行的机器收集数据以减轻运行成本,目前正在俄勒冈州展开测试。

为了了解卡斯卡迪亚蕴藏的真正危险,地球需理学家需要部署多种类型的工具,包括地震仪以及分别用于海洋和陆地的大地测量仪器。关于仪器放置的位置以及如何得出最佳数据,侧重基础研究的科学家和那些专注地震、海啸预警的研究者之间存在分歧。华盛顿大学希望他们的网络能够同时满足这两个群体的需要。

今年4月的早些时候,业界顶尖的研究者在华盛顿大学的校园齐聚一堂,探讨监测卡斯卡迪亚危险的最佳方案。两天的讨论之后,与会者分成小组设计各自的理想方案。一些团体设想在海底铺设测量阵列,通过水面滑翔机搜集数据。其中包括使用地震仪测量正在进行的地震活动,配合海啸警报浮标,对危险的海浪进行预警。另有小组提出直接在海底铺设线缆,用有线方式传输数据。

卡斯卡迪亚地区目前已有两个基本的监测系统。Ocean Observatories Initiative Cabled Array用一条长达900公立的线缆往返连接俄勒冈州海岸和一处海底火山。在加拿大那边,Ocean Networks Canada有一条长度类似的线缆连接到海底俯冲带。两条线缆在布线沿途都连接有各种测量仪器。

新方案的规模要比现有方案大的多,更类似于去年完工的日本DONET-2海底监测项目。日本横滨大陆海洋科学与技术局天文台副主任川口义雄表示表示,DONET-2骨干线缆长达500千米,沿途连接29个独立监测点。

日本眼下正在建设第二个规模更大的海底监测项目,计划铺设5700千米的海底线缆,连接150个监测点。耗资3.2亿美元的S-NET项目正在北海道以南施工。第一部分已于2016年5月投入运行,最深水域的线路将在未来数月安装完毕。每个监测点造价约5万美元,其中便配备有Paroscientific压力传感器。

以上两个观测系统的数据汇入日本全国地震和海啸预警系统,后者在2011年日本大地震造成1.6万人死亡的悲剧之后愈加得到重视。2011年的大地震引发的海啸造成福岛核电站泄露事故,并引发日本国内的能源危机。

未来某天,帕罗斯或许能看到他的传感器遍布卡斯卡迪亚海域,成为广泛的自然灾害监测网络的一部分。帕罗斯表示要想做好灾害紧急预警就不能与当地官僚有太多牵连,这也是他躬亲力行投身科研的原因。上周,华盛顿大学的工程师在加州蒙特利湾的一个小型有线海底监测站部署了一套新传感器,并将在那里对传感器进行数月的测试。

“我一直在做西西弗斯式的事,试图将巨石推向山顶。”帕罗斯说。“我只是想播下种子证明这是可行的,同时希望政府认识到这是一个重要的公众安全议题。”

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