中国“张衡一号”飞向太空“看”地震

2018年02月05日 09:37:00来源:中国青年报

  中国“张衡一号”飞向太空“看”地震——

  人类能否交出“地震预测”的答卷? 

  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。

  2月2日,我国第一颗观测地震电磁信息的卫星“张衡一号”成功发射。公元132年,张衡发明了人类历史上最早的地动仪,开创世界地震勘测研究的先河。1800多年过去了,如今以他的名字命名的卫星飞上了天,研究的还是同样的问题:地震预测。

  这颗卫星仍然不能直接预测预报地震。用国防科工局系统工程司副司长赵坚的话说,“‘张衡一号’主要是用于地震前兆信息研究,为未来建立地震监测体系进行前期技术储备。”

  尽管如此,在中国的地震预测研究之路上,这颗卫星还是迈出了一大步——有望让我国第一次具备全疆域和全球三维地球物理场动态监测能力。换句话说,中国境内6级以上、全球主要地区7级以上的地震电磁信息,这颗卫星都有可能“看到”。

  人类究竟能否预测地震?

  仰望星空,人类拿起“天文”的尺子来看待自己,不免会产生敬畏之感,同样地,面对大地,人类同样会感到“浩渺沧海之一粟”,这不单是因为体积上的巨大差异,更有来自这个庞然大物“发脾气”时的巨大威胁——大地一颤抖,带来的就可能是生与死。

  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。

  相应地,地震认知上的一个个空白,加剧了这种威胁:大地究竟为何颤抖,地震究竟能否预测,以及该如何预报,仍是全球科学家面临的巨大挑战。

  “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。

  其实,地震究竟能不能预测,科学界长期以来就有争议。

  20多年前,这个问题还曾在我国掀起过一次大讨论。我国地球物理学家、中科院院士陈运泰当时的态度相对乐观——“地震不可预报这样的论断要慎言”,在他看来,自然科学问题必有解决的办法,需要寻找探索新的思路。

  申旭辉认为,如今“张衡一号”的发射就是一次新的探索和尝试。正如陈运泰院士所说,“地震预测预报,是世界性难题,但并不是说在这个难题解决之前,地震工作者就什么都不能做。”

[责任编辑:郭碧娟]

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