地下5米、地上350公里、同时监测20种数据,全球首个地震“超级观测站”架上乐山

2021-08-19 22:19 来源: 长江日报
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  长江日报8月19日讯监测预报地震,人们通常只盯着地下的变化蠕动,很少有“向上看”的,更没有上下同时兼顾的。而近日,全球首个从岩石圈、大气圈、电离层“天地间”三个圈层同时进行监测的灾害数据系统在四川乐山建成。
  乐山东连四川盆地,西接青藏高原,南邻云贵高原,北望龙门山断裂带。这里的监测数据正实时传回武汉南望山下,寻找新的震前规律。


  跨圈层扰动监测系统正面照。
  日本地球物理学权威称之“超级观测站”
  这个系统有个绕口的名字,叫作“跨圈层扰动监测系统”。主导这个系统建设运行的是中国地质大学(武汉)的陈界宏教授及其团队。
  陈界宏说,以往,研究岩石圈的人和研究大气圈和电离层的,碰不到一起。科研工作者要么只看地底下发生什么事情,要么只看天上发生什么事情,很少有人既看天上又看地面。而他参与主导的这个系统打通“三圈”:在一个观测点上,实时监测,从地下5米至350公里高空的垂直范围,同时有效监测地振动、地形变、地磁场、地下水、气压、大气风场、大气电场等20个物理量。这种跨学科集成在全球尚属首次。
  陈界宏介绍,这个系统是监测地震前兆全貌的重要窗口,将为揭示震前孕震机理、地壳振荡信号传播、跨圈层能量传递过程等诸多国际科学难题的研究提供了必要的条件。目前,这个系统已受到世界同行关注,日本地球物理学权威称之为“超级观测站”。
  乐山监测数据实时传回武汉


  2021年6月份,上乐山维修仪器,陈界宏老师挖排水沟。
  在四川乐山市郊,“超级观测站”多数的精密仪器被放置在一块20米长的正方形地面上。陈界宏说,当时建设观测站时要整合众多不同类型的设备,根据其特性放置、调试,难度很大。
  这个系统有全国10家高校和相关科研单位参与,中国地质大学(武汉)主导负责整体设计、规划和多种仪器的架设与运营,完成了绝大多数工作。武汉大学与他们开展联合观测,其他单位主要负责选场、基建和设备仪器架设等工作。
  现在,全自动化的观测站在两套系统支撑下,可基本做到无人值守,实时观测的数据传回位于武汉南望山下的中国地质大学(武汉)数据中心,由研究人员进行分析。
  之所以选址乐山,主要是因为这里靠近青藏高原,垂直高度差达3000多米,更有利于“垂向”监测。
  该观测站还将为地球物理和地震与地质灾害等研究的开展提供前所未有的便利,让地震、泥石流等灾难的预警更科学。
  已从5月两次地震发现一些“新前兆”
  目前,这个观测站已有新的发现。陈界宏团队已利用这个系统,与中国地震局地震预测研究所一起通过数据分析,发现今年5月两次震前多圈层振动和“驻波”效应。这两次地震是青海玛多7.4级地震和云南漾濞6.4级地震。
  陈界宏说,“‘驻波’这名字我们还在推敲。简单地说,地震发生前,在震中区附近,地表持续发生低频的地壳振动,这种振动,有机会发生从地下到电离层间的大范围共振效应。”
  可通过多圈层振动和“驻波”效应初步推测,地震前可能有一种停滞在某个特定空间位置的波动,这种波动可以同时在岩石圈、大气圈和电离层圈观测到。陈界宏说,这一发现的深层意义是,如果这件事情是真的,有机会完善震前异常的机理与模型,了解多种物理参量震前异常的关联性。
  (长江日报记者谭芳 通讯员庞伟红 王俊芳)
  【编辑:张玲】
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