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【网事】人造“地震波” 给地球做“CT”

2019-06-25 09:43:49 卢金福 来源:东南网  责任编辑:林雯晶 赵舒文  
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船上用于气枪充气的空压机 东南网记者 卢金福 摄

制造地震波“我”给海洋地壳做扫描

2012年,为进一步探明福建海陆过渡带的地下构造,福建率先吹响了向海洋进军的号角,开始实施“台湾海峡西部地壳深部结构探测”项目。2013年,福建省地震局成功设计研发了我国地震系统第一套船载式气枪震源系统,开始在“延平2号”上使用。在2016年,为获得福建及台湾海峡地区三维地壳精细结构,探明孕震环境,“延平2号”开始分三期实施“福建及台湾海峡三维地壳结构陆海联测探测实验”。

今年第一阶段海上探测工作从6月3日正式开始,经过“延平2号”震源船22名工作人员10多天的通力协作,按计划完成了去年11月台湾海峡发生的6.2级地震震源区地壳深部固定点及OBS测线走航激发探测,以及厦门岛环岛走航激发作业,并于6月15日回到厦门公务码头。接下来,第二阶段,增加第III区的多道探测,围绕台湾海峡6.2级震中区开展双船双缆双源浅层基底反射探测试验,第三阶段计划完成台湾海峡6.2级震中区高分辨声学探测。

15日中午,记者登上了刚刚靠岸的“延平2号”,看到甲板上有一个标明“福建省地震局船载震源系统”的集装箱,里面安装了可移动的“气枪阵列收放系统”,船内还有空压机及冷水机、枪控导航、通信保障等技术系统。刘善虎告诉记者,船载气枪震源由6支Bolt1500LL气枪组成气枪阵列,总容积12000立方英寸。

“上天容易,入地难。”厦门地震勘测研究中心主任谢志招告诉记者,人类对地壳、地幔、地核等地下几十千米深度结构的认识还十分“肤浅”,还无法像气象预报一样进行地震预测、预报。利用空气枪进行地球深部结构探测,形象地说,就是给地球做“CT”检查,通过不同地点激发地震波,就像“CT”的射线,可以探测到地壳结构有无变化。

谢志招向记者解释了空气枪的工作原理。他说,高压空气通过气枪向水体打气炮,巨大的冲击力直贯水底,制造出地震波,相当于0.5级地震。再通过水下及陆上流动地仪接收地下界面反射或折射的地震波,以进行深地壳速度结构成像,最终完成海洋地壳结构的“CT”检查。

了解深部介质的物质成分、构造和物理状态,揭示深层动力过程,有助于提高我们对地球地震构造环境的认识。据介绍,当前利用空气枪震源主动制造“地震”探测地下深达几十千米的构造和介质变化的试验和研究是当前科研热点,“人工震源地下介质变化监测方法与技术”已被列入地震科技前沿重点突破方向。

推进地震预警“我”立下“汗马功劳”

福建省地震局预报中心总工程师李军告诉记者,“延平2号”海上固定激发震源可以精确控制在35米范围内,通过信号叠加可传播到500公里外,实现了对研究区深部地壳结构及浅部精细结构的有效探测。

“福建省遭受的地震影响主要来自台湾海峡西部。过去,福建省地震工作在台湾海峡存在盲区,台湾海峡地壳结构资料和滨海断裂带深部展布和构造属性仍是空白。”福建省地震局局长金星说。

他表示,近几年,福建探测了台湾海峡西部地壳上的地幔结构,开展了地下介质变化监测等一系列科学实验,对地壳结构有更精细的认识,有利于查清孕震环境,达到提高台湾海峡地震定位精度、提升中强地震预警及震害防御能力的目的。

今年,厦门海洋地震研究所成立,以海洋地震学和海洋地震工程学为主要发展方向,开展海洋防灾减灾研究。研究所将开展“透明地壳”海上计划,探查中国海陆过渡带及近海海域壳幔结构和主要地震带,逐步实现“地下清楚”的目标,并将编制海域抗震区划图,评估潜在地震危险性和地震灾害风险。

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