地震監測與預報，最先進的技術是什麼樣？
中國是世界上地震災害較多的國家之一。千百年來，人類一直想要攻克大地震監測預報的難題。那麼，大地震真的可以監測預報嗎？國際上最先進的監測地殼形變的技術是什麼？它又給地震監測帶來什麼？今天就讓知力君和您一起來探討與地震監測有關的新科技吧！
1. 是什麼技術可以檢測地表形變？
國際上監測地震前後地殼形變最先進的技術，就是星載干涉雷達技術。此技術能精確俘獲地震、火山、地面沉降、山體滑坡等災難前後的地表形變信息，為監測和預報提供技術支撐。
星載干涉雷達技術能及時俘獲震前形變場的前兆信息，使科學家能據此預測地震，因此它有望成為未來地震監測預報的「曙光」。
科學家們發現，星載干涉雷達技術能用於地震、火山運動、地面沉降、山體滑坡、冰川運動等地表形變的監測，為此類災害預報提供及時準確的數據服務，其未來在地質、自然災害領域應用前景廣闊。
D-InSAR是全天候、全天時的，能瞬時獲取數萬平方千米高解析度的地面形變圖，具有空間連續覆蓋的巨大優勢。它具有高程的變化敏感度高、觀測穩定性好、動態性強、精度高、無需建立地面觀測站等特點。
近年來，科學家在差分干涉測量技術的基礎上，還發展了永久散射體技術。它的出現標誌著空間遙感成像已從三維信息獲取進入四維（空間三維+時間維）信息獲取的新階段。
2. 星載干涉雷達技術是如何應用的？
1992年美國加州蘭德斯（Landers）發生了里氏7.3級地震，迪·馬森耐特（Didier Massonnet）等人首次用星載干涉雷達技術獲取了地震的同震形變場。此後，該技術便在地震形變研究中廣泛應用。
星載干涉雷達技術，目前重點用於分析中強以上地震的同震形變場。如2008年的汶川地震、2010年的玉樹地震、2012年的蘆山地震以及2015年的尼泊爾地震等，國內外的地質學家利用星載干涉雷達技術都對地震的成因以及地震造成的地表破壞等進行了深入研究。
其中，2008年5月12日汶川8.1級地震是繼1976年唐山大地震後發生在人口稠密地區的一次重大地震事件，對四川災區造成了難以彌補的損失。震後全球科學家動用各種手段對其進行了分析。
科學家利用星載干涉雷達技術，分析了汶川地震的破壞範圍和地面破壞程度。分析顯示，斷裂帶沿東北走向，長約250千米，斷裂帶兩側地面形變超過1.2米的區域非常大。斷裂帶兩側形變的方向不一致，東南側以抬升為主，西北側以沉降為主，這些都與地質調查的結果吻合。
3. 玉樹地震中它如何「顯身手」？
2010年4月14日青海玉樹發生7.1級地震後。我們利用震前和震後獲取的日本ALOS衛星的遙感數據，開展了地震同震形變分析。
上圖A為玉樹同震形變干涉條紋圖（從藍到紅的一個周期的條紋對應於感測器的半波長-11.8厘米雷達視向上的形變）；上圖B為玉樹地震解譯結果圖
據此，我們做出了「玉樹地震解譯結果圖」。從圖中可見，震中與結古鎮有一條被雜訊覆蓋的條帶，該條帶對應於玉樹地震中地表破壞最為嚴重的區域。結古鎮在條帶內說明它的城區破壞程度相當劇烈。
此外，分析顯示距離「甘孜-玉樹」斷裂帶越近，形變數越大，斷裂帶東北側地表形變較大，而西南側的地表形變數較小。玉樹地震南側向西運動，而北側向東運動，星載干涉雷達監測的最大形變發生在斷裂帶上北緯33°04』，東經96°49』處（接近於結古鎮所在位置），監測到的雷達視向上的最大形變數達到35厘米。
後期發現，這一干涉測量結果與震後野外調查隆起形變的結論相符，且與地面調查的最大形變中心基本一致。
甘肅玉樹地震現場圖
4. 是否能夠實現地震監測預報？
地震的孕育和發生是地應力長期積累，岩層突然失穩而迅速釋放能量的結果。雖然目前的科技水平尚無法預測地震，未來很長一段時間內地震也是無法預測的，但預測的「曙光」定會因科技進步而降臨。
利用星載干涉雷達技術，完全可以獲取震前干涉形變場演化的特徵。通過分析地震前地表形變場的變化特徵，能為地震監測預報提供一定的科學基礎。因此，此項技術有望成為大地震預測的「曙光」。
後續，科學家在對汶川地震的發震斷層形變研究中，發現震前的垂直變形可能是其主要變形特徵。這種震前垂直形變場的發現，可能為未來的地震監測預報提供科學依據。
因此，對地震地質、地震活動性、地震前兆環境因素異常的研究以及對地震前兆信息的監測，將成為未來地震預報的重要依據。
（本文出自《知識就是力量》雜誌2015年9月刊《大地震監測預報現「曙光」》一文，作者：謝酬、邵芸知）
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