中國給地球“做CT”

　　為何會發(fā)生地震？如何提高地震預測和風險防范能力？地震發(fā)生后又怎樣將損失降到最低？針對這些長期困擾地震學界的難題，不久前，中國啟動地震科技創(chuàng)新工程，將實施“透明地殼”“解剖地震”“韌性城鄉(xiāng)”和“智慧服務(wù)”4個計劃。未來10年，中國的地震科學研究水平以及防震減災能力將大幅度提升，達到國際先進水平。

　　探察地下結(jié)構(gòu)

　　“我們現(xiàn)在可以上天下海，但對腳下大地的認知還不夠。”中國地震局地震預測研究所副所長張曉東介紹，“透明地殼”就是要開展對地下結(jié)構(gòu)的探察，特別是主要地震帶的深淺結(jié)構(gòu)和斷層活動習性，把地下搞清楚。“這就好比給地球深部‘做CT’，讓看不見的地殼逐漸變透明，進而從中尋找地震孕育發(fā)生的規(guī)律。”

　　“CT”如何做，原理如何？中國地震局地球物理研究所研究員吳建平介紹，地震被認為是瞬間照亮地球內(nèi)部的明燈。由于地球內(nèi)部物質(zhì)的物理性質(zhì)不同，其密度、磁性、電阻率以及地震波穿過時的傳播速度和衰減特性存在差異。地震波在地下介質(zhì)中傳播時會發(fā)生反射、折射和透射，儀器接收到這些帶有地球內(nèi)部信息的信號，經(jīng)過復雜的科學處理以后，就會得到地下結(jié)構(gòu)，包括地下三維介質(zhì)的物性、電性、磁性等圖像，科學家在此基礎(chǔ)上就能開展深入的地震科學研究工作。“通過觀測不同傳播路徑的地震波速變化，獲得地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，其原理與醫(yī)學中的CT成像類似。”

　　中國在內(nèi)陸采用氣槍震源在水中激發(fā)地震波的方法獲取地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息和連續(xù)、高精度介質(zhì)變化圖像。目前，地震科研人員已經(jīng)在全國建立了4個人工氣槍震源實驗基地，未來還要建設(shè)6個人工氣槍震源實驗基地。

　　解剖已發(fā)生地震

　　“透明地殼”是“解剖地震”的基礎(chǔ)，前者提供大的地殼構(gòu)造和結(jié)構(gòu)背景，后者主要研究地震孕育發(fā)生機理，探索地震預測方法。“你去醫(yī)院看病，有了檢查的‘片子’，醫(yī)生才能據(jù)此分析病情。”張曉東說。

　　吳建平介紹，“解剖地震”計劃最終目標是對已發(fā)生的地震進行詳細解剖，對典型強震進行全面深入的綜合研究，建立典型強震的科學樣本。“世界上大多數(shù)的大地震屬于板緣地震，而中國很多是大陸內(nèi)部地震，其強震孕震機制和前兆機理存在差異。‘解剖地震’能夠發(fā)展和提出適用于中國大陸強震發(fā)生的機制和模型，其相關(guān)研究成果還能為中亞等大陸內(nèi)部地震多發(fā)國家提供借鑒。”張曉東說。

　　國際上主要國家都開展了構(gòu)建區(qū)域動力學模型和地震綜合預測研究方面的工作。比如，美國通過25年的持續(xù)研究，建立了加州地區(qū)強震孕育發(fā)生的概率預測和動力學模型。中國地震預測研究始于1966年，經(jīng)過多年探索，中國發(fā)展了中國大陸地震的活動地塊理論，并在川滇地震多發(fā)區(qū)建設(shè)了地震監(jiān)測預報實驗場。“解剖地震”計劃完成后，中國將完成對海城、唐山、汶川和玉樹等地震的深入研究，并構(gòu)建相關(guān)地震孕育發(fā)生模型，提升對強震孕育發(fā)生機理的科學認識。

　　建設(shè)大數(shù)據(jù)中心

　　保障人們生命財產(chǎn)安全，就要做好地震信息服務(wù)和提升地面建筑的抗震能力。

　　為提升地震信息服務(wù)水平，中國將實施“智慧服務(wù)”計劃，建設(shè)地震科學大數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建防震減災信息從云到端的智慧服務(wù)體系。“國家地震科學大數(shù)據(jù)中心將匯集涵蓋地球物理、地球化學、大地測量和地質(zhì)學等學科領(lǐng)域的觀測數(shù)據(jù)，形成全國統(tǒng)一、分布管理、合作共享的地震數(shù)據(jù)資源體系，服務(wù)國防、核電、水利建設(shè)，服務(wù)城市重大基礎(chǔ)設(shè)施、高速鐵路安全。”張曉東說。

　　地震損失降至最低，要做到地震發(fā)生時免遭破壞，或者即使造成一定程度災害也具備高效可恢復性。這就需要了解地面建筑結(jié)構(gòu)特點，加強抗震能力設(shè)計。“韌性城鄉(xiāng)”計劃就是以“地上結(jié)實”為主要目標，確保重要建筑和生命線工程在強震襲擊后可以在短期內(nèi)恢復功能，顯著提高城鄉(xiāng)抗震能力。

　　據(jù)介紹，中國將率先建成10個示范韌性城鎮(zhèn)，并將科學評估全國的地震災害風險，采用和創(chuàng)新世界上最先進的抗震技術(shù)提高城鄉(xiāng)的可恢復能力。

(責編：馮人綦、崔東)