地下明燈計劃：他們為何要「製造」地震

（原標題：地下明燈計劃：他們為何要「製造」地震）

丁佳

一提到地震，人們首先聯想到山崩海嘯，房倒屋塌，以及人員和財產的損失。

但對地震學家來說，地震卻不完全是個「壞東西」。作為目前少量可以穿透整個地球的信號，地震波可以幫助人們認識地球內部結構。因此，天然地震也被稱為「照亮地下的明燈」。

「地震學家通過分析地震波研究地球內部結構的過程類似於老百姓挑西瓜的過程。用手拍拍、耳朵聽聽就能夠判斷西瓜是不是熟了。」6月22日，中國地震局主動源探測項目組研究員徐平在接受《中國科學報》記者採訪時說，「地震給地球敲一榔頭，我們就能聽聽地球內部的結構是怎樣的。」

地下結構與人們的生活息息相關。大多數破壞性地震都發生在地下數十千米的地方，研究這個深度上的結構有利於人們認識地震發生的環境；大部分油氣資源儲存在5千米以淺的地下，這個地區的精細結構對於油氣資源探查具有重要意義；而大部分城市建設於沉積盆地之上，精細的沉積層結構研究將直接服務於城市防震減災。

然而，隨著研究的深入，僅通過天然地震來研究地球內部已經不夠了。「科學家就想到製造人工震源，來填補沒有地震的地方，或者更加精密地去了解某個地方。」徐平說。

過去20年來，中科院院士陳顒帶領主動源探測團隊開展了大量野外實驗，試圖尋找一種合適的人工震源，他們測試了電火花、落錘、人工爆破、可控汽車震源在內的十幾種震源，但效果均不理想。

「後來，我們受到海洋石油勘探的啟發，最終選擇了水中激發的氣槍震源作為陸地地殼結構探測和介質變化監測的人工震源。」徐平說。

隨後，項目團隊解決了大量理論和技術問題，把氣槍震源系統從海洋移植到了陸地水體，並於2011年在雲南賓川建成了世界第一個專門向外發射地震波的地震台，發射的地震波傳播遠達200公里,可覆蓋近20萬平方公里的面積。此外，團隊還研製了移動式和船載式等多種氣槍震源系統的技術裝備，可以適用於大陸上的江河湖泊及近海、水庫等水體。

這一技術手段的優勢也很快顯現出來。雲南賓川氣槍發射台和甘肅祁連發射台幾年的監測發現，氣槍發射地震波的走時和固體潮的變化與地震發生有密切的聯繫，徐平認為，這是一種有希望的地震物理預報的前兆。而在新疆建成的固定式氣槍震源除了用於地震監測預報工作外，還服務於國家能源安全，為呼圖壁地下儲氣庫的安全生產提供了支撐。

而在長江安徽段330公里水域中進行的氣槍5000次激發觀測結果則表明，氣槍技術可以用來進行區域尺度的地下結構探測。激發的信號被應用於郯廬斷裂帶南端地殼及上地幔結構探測中，取得了良好效果。

如今，團隊還有了一個大膽的設想，根據測算，如果在全國建立10個固定的氣槍發射台，每個台的監測距離能達到1000公里的話，就能夠覆蓋整個中國大陸。「這將在城市地下空間的合理利用、城市地震安全性評價、活動斷裂調查、城市地下三維地質圖編製、礦山中礦脈追蹤等領域有廣泛的應用前景。」徐平建議，通過實施這樣的「地下明燈計劃」，就有望真正實現「天上有北斗，地下有明燈」。

（原題為《》）

本文來源：科學網責任編輯：白鑫_NT4464

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