世界地震工程

我国启动地震科技创新工程 “透明地壳”提高防

 

2017年7月18日讯,前不久,我国启动了地震科技创新工程,拟通过“透明地壳”“解剖地震”“韧性城乡”和“智慧服务”4个计划的实施,在未来10年,大幅度提升我国地震科学研究水平以及防震减灾能力,达到国际先进水平。

那么,在透视地球这项工作上,世界各国都做了哪些事情?

从上世纪60年代起,随着人类对海洋认识的加深,发展出了划时代的板块构造理论,几乎完美地解释了与海洋有关的地质学问题。所以,人们开始把板块构造理论运用于陆地,也就是板块构造理论的“登陆”。

在研究海洋地质的过程中,科学家广泛采用地球物理学的方法,结合钻井,成果丰硕。自然而然地,研究大陆地质学也可以按照这个思路进行。所以,从上世纪70年代开始,各国相继展开了各式的大陆探测计划,极大地完善了大陆地质学理论,并取得了良好的经济效益。

美国 地球透镜计划

在上世纪70年代末,美国率先开始实施了大陆反射地震探测计划。此项计划的研究手段来源于石油勘探技术,通过布设一系列测线,收集人工地震产生的地震波,处理之后就可以得到很多地下地质结构的信息。该计划取得了很多优良的成果,比如揭示了美国东海岸阿帕拉契亚山的构造,西部山地的地下结构,尤其是在落基山断层之下发现一系列油田。一连串的科学与社会效益,使该计划堪称深部探测的典范。此外,此次探测计划的成果,还引发了其他国家相关计划的出炉。

在上世纪70年代末,美国率先开始实施了大陆反射地震探测计划。此项计划的研究手段来源于石油勘探技术,通过布设一系列测线,收集人工地震产生的地震波,处理之后就可以得到很多地下地质结构的信息。该计划取得了很多优良的成果,比如揭示了美国东海岸阿帕拉契亚山的构造,西部山地的地下结构,尤其是在落基山断层之下发现一系列油田。一连串的科学与社会效益,使该计划堪称深部探测的典范。此外,此次探测计划的成果,还引发了其他国家相关计划的出炉。

第一项是建立一个由2000个地震观测点构成规则的流动测网,轮流进行地震观测,实时采集数据,采集范围包含本地、区域和遥远地区的信息,可以用来研究地幔乃至深达近3000公里的地核和地幔边界的情况。另外,还可以用来监测火山和地震活动,进行灾害预测。

第二项是建立圣安德列斯断裂深部观测站。圣安德列斯断裂是北美板块和太平洋板块的边界,也是地球上最活跃的断层之一,穿过美国经济发达、人口密集的西海岸,研究程度很高,危险性也很大。所以,为进一步研究断层的活动规律,在这里布设了一口4公里深的钻孔,通过钻斜井,可穿过垂直深度3公里的断裂带,达到断裂带另一侧未受扰动的围岩。最终,在断层带上取出了40米的岩芯供科学研究,并在深部建立了一个观测站,进行长期的观测研究。

第三项是板块边界观测站,利用GPS和应变测量仪,对太平洋板块和北美板块的相互运动进行连续观测,以研究地震和火山造成的地壳缓慢变形,从而加深对地震和火山爆发临近过程的认识,增强预报的准确性。

第四项是合成孔径干涉雷达。这是利用卫星搭载的仪器,对地面的微小变化进行研究,可以用于火山和地震灾害的研究,还可以提供因地下水和石油的开采造成的地面沉降信息等。

美国的地球透镜计划在2003年由国会批准实施,为期15年(2003-2018年),预计投资超过200亿美元。

欧洲 深部探测计划

从1981年起,受美国深部探测计划的影响,欧洲各国随后也展开了自己宏大的计划。

欧洲深部探测计划(1981至2001年)旨在实施新一代的重大项目,更好地了解欧洲大陆地壳和地幔的构造演化,以及一直以来控制整个演化的动力学过程。欧洲探测计划挑选9个目标区域进行重点研究,每个区域都由高度自治的研究团队负责,所有的团队都致力于运用地质学、地球化学、地球物理学相结合的方法,了解地球表层和深层的关系,解释形成欧洲大陆岩石圈主要特征的过程。

在本计划实施的20年间,大约有30多个国家,上千名地质学家参与,从俄罗斯的乌拉尔山到葡萄牙里斯本,从土耳其到瑞典,地质学家对欧洲的主要地质结构进行了系统的研究,硕果累累,加深了人们对欧洲大陆深部构造和地质学过程的认识,同时也极大促进了科学研究的跨国界合作。