中国“张衡一号”飞向太空“看”地动

宣布:2018-2-05 09:28  来历:中国青年报   作者:admin809次

  中国“张衡一号”飞向太空“看”地动——

  人类可否交出“地动展望”的答卷?

  在21世纪的2018-02-10 ,人类文化曾经走过6000多年汗青并迎来第六次科技反动,若是要问另有哪些世界性难题久攻未破,乃至仍在限定人类的想象力?地动展望必定算一个。

  2月2日,我国第一颗观测地动电磁信息的卫星“张衡一号”乐成发射。公元132年,张衡发现了人类汗青上最先的地震仪,创始世界地动勘察研讨的先河。1800多年过来了,往常以他的名字定名的卫星飞上了天,研讨的仍是一样的问题:地动展望。

  这颗卫星依然不克不及间接展望预告地动。用国防科工局体系工程司副司长赵坚的话说,“‘张衡一号’次要是用于地动先兆信息研讨,为将来成立地动监测系统举行后期手艺储藏。”

  虽然如斯,在中国的地动展望研讨之路上,这颗卫星仍是迈出了一大步——无望让我国第一次具有全领土以及寰球三维地球物理场动静监测威力。换句话说,中国境内6级以上、寰球次要地域7级以上的地动电磁信息,这颗卫星都有能够“看到”。

  人类毕竟可否展望地动?

  俯视星空,人类拿起“天文”的尺子来对待本人,难免会发生畏敬之感,一样地,面临大地,人类一样会感触“浩渺桑田之一粟”,这不但是由于体积上的伟大差距,更有来自这个庞然大物“发脾性”时的伟大要挟——大地一颤动,带来的就能够是生与死。

  以去年为例,来自中国地动局的数据显现,2017年我国产生5级以上地动19次,此中大海洋区13次,台湾地域6次,最大地动为8月8日四川九寨沟7.0级地动。这些地动共形成大海洋区37人殒命,1人失落,617人受伤,间接经济损失145.58亿元。放眼寰球,2017年产生7级以上地动8次,最大地动为9月8日墨西哥远洋沿岸8.2级地动。

  响应地,地动认知上的一个个空缺,加重了这类要挟:大地毕竟为什么颤动,地动毕竟可否展望,和该若何预告,还是寰球迷信家面对的伟大应战。

  “张衡一号”卫星工程首席迷信家兼副总师、中国地动局地壳应力研讨所总工程师申旭辉说,摆在迷信家眼前的地动预告难题有“三座大山”。起首是地动事例太少。他说,中国均匀每一3年有两个7级地动,寰球每一年则有18个——虽然谁也不肯看到地动产生,但这没法防止,仅从科研角度来讲,如许几回的数据连无效的统计阐发都不敷,缺乏以扶助迷信家造成完备的地动展望迷信系统以及法子系统。

  换言之,地动监测的研讨成果难以测验。申旭辉说,猛烈地动关于统一地域能够是几十年、几百年或者者更长的时间才气遇到一次,关于差别地域,乃至差别时期的孕震进程,机理差距很大,以是,“重复实践”举行测验的机遇很难碰着。

  其次,地动迷信研讨的法子以及伎俩遭到不少制约。申旭辉说,地动产生在地下二三十千米处,而现今世界上最深的钻孔只有12千米,迷信家们很难去地下“看”毕竟产生了甚么,“既看不见,也摸不着”。

  响应地,现有的地动“观测”均是直接的,人们只能依赖空中的观测资料,对地球外部的状态举行反演以及揣摩,但申旭辉奉告记者,空中的探测站点究竟涣散,又很难把寰球的地球物理场搞分明。

  第三是实际的更新绝对较慢。地动是地球上规模弘大的地下岩体决裂征象,其孕育进程超过了几年、几十年,乃至更长的时间,于是,不单很难用经典物理学从实质上加以描写,也难以在试验室或者者野外举行摹拟。

  申旭辉说,地动研讨的根基实际自身滥觞于初期的牛顿物理学,而往常物理学成长很快,根蒂根基实际学科彼此穿插浸透,地动研讨急迫需求排汇其余相干学科的实际。

  实在,地动毕竟能不克不及展望,迷信界恒久以来就有争议。

  20多年前,这个问题还曾在我国掀起过一次大接头。我国地球物理学家、中科院院士陈运泰那时的立场绝对乐观——“地动不行预告如许的结论要慎言”,在他眼里,自然迷信问题必有解决的措施,需求寻觅索求新的思绪。

  申旭辉觉得,往常“张衡一号”的发射就是一次新的索求以及测验考试。正如陈运泰院士所说,“地动展望预告,是世界性难题,但其实不是说在这个难题解决以前,地动任务者就甚么都不克不及做。”

  为什么要入地“看”地动?

  在地球的周围,有着一层薄薄的“壳”,是一个“电子”以及“离子”的世界,当遭到地壳静止、空中人类勾当等的影响时,此中的“电磁波”就会像水中的“波纹”同样,在等离子体情况里传布。

  申旭辉奉告记者,过来几十年迷信家发明,他们所监测到的“空间电磁扰动”也就是“电磁波波纹”,与地动的产生具备明明的相干性:统计意思上,地球上6级、7级以上地动在产生前即孕育进程中,响应区域的“空间电磁扰动”都有能够产生异样。

  上世纪60年月,苏联迷信家阐发一颗卫星电磁旌旗灯号时,发明卫星记实到地动低频电磁辐射先兆征象,称之为“地动电离层效应”。我国在1976年唐山地动时,也经由过程空中雷达体系发明了响应的电离层扰动征象。

  申旭辉说,这给人类索求地动产生的机理带来了一丝“可贵的灼烁”。

  “张衡一号”恰是依据这一原理来运转的。申旭辉说,地动简略来讲就是“地壳静止”,这类静止会切割磁力线,也会形成磁力线的歪曲。另外一方面,地球岩石的磨擦决裂,会发生电磁波,这些电磁波往大气层传布,将致使大气层的电磁信息产生变革。

  现实上,外洋行使卫星举行地动前“空间电磁异样”征象的研讨曾经有多年的汗青。赵坚说,此前俄罗斯、法国、美国、乌克兰等国度曾经发射过同类卫星,不外均已服役,此中法国的DEMETER卫星间断在轨运转6年半,取患了不小的乐成。

  法国DEMETER卫星方案首席迷信家米歇尔·帕罗特传授说,基于这颗卫星的统计研讨,可以反映电离层扰动的惯例形态,并有助于迷信家确定震前的电离层扰动特征。值患上一提的是,中法迷信家也联结行使这颗卫星的数据颁发了大批科研论文,此中大部份是针对震前研讨。

  而跳出地球来“看”地动,还能突破许多地动研讨的限定。比方,填补空中观测台网在青藏高原以及海疆地域观测的缺乏。

  申旭辉说,在空中上,像青藏高原的极寒地域,现有的地动台网其实不能彻底笼盖,面积广漠的陆地也观测不到。响应地,卫星入地之后,就能不受这些自然情况的约束,对全领土及时观测。

  一两颗卫星就可以研讨地动?

  根据赵坚的说法,“张衡一号”真正投入运转后,可能重点监测中国全境,测验卫星电磁监测新手艺设备的效能以及空间顺应性。

  详细来讲,“张衡一号”可以展开寰球7级以上、我国6级以上地动电磁信息阐发研讨,总体手艺指标到达国际进步前辈程度,部份手艺指标到达国际当先程度。

  不外,申旭辉奉告记者,关于地动研讨而言,指望一两颗卫星远远不敷。这一点外洋的“前驱者”曾经给出了理由。

  米歇尔·帕罗特谈及法国的DEMETER卫星时说,虽然这颗卫星运转了6年,但作为一颗低轨卫星,卫星颠末将来震中上空1500千米范畴内的时间,天天只有3分钟,以是科研职员不行能冀望能观测到“继续的”电离层扰动。

  如斯一来,一些电离层扰动极可能“看”不到,这就是繁多卫星与地基观测比拟中显现进去的次要缺陷。米歇尔·帕罗特说,这也是中国的“张衡”卫星方案要设计多颗卫星的首要的地方。

  赵坚说,后续,国防科工局将会同中国地动局,展开电磁监测实验卫星即“张衡”系列卫星的在轨测试及相干使用,提升民用卫星对地动监测与应急效劳威力,进一步提仙游基信息防震减灾效劳威力。

  他还泄漏,“张衡一号”及其后续卫星方案曾经归入国度民用空间根蒂根基举措措施中恒久成长布局,今朝“张衡二号”曾经经由过程可研评价,预计2020年发射。

  现实上,可能真正对寰球施行观测,统计研讨寰球地动的先兆变革特征,对地动研讨者来讲是件“极为兴奋”的事。申旭辉奉告记者,或许在他有生之年,也未必能见证“地动展望”真正完成的那一天,但这其实不象征着此刻的尽力就付诸东流。

  申旭辉说,一代人有一代的使命,往常有了卫星和响应的星座方案,可以堆集更多无效的、原始的数据,不竭索求地动展望新法子——这是他这一代迷信家要做的。(中国青年报·中青在线记者 邱晨辉)

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