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科幻還是預言——科學界對2018年全球地震趨勢的預言

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  2018-02-13 11:14輻射/人類

  

  「張衡一號」衛星

  2018年伊始地震頻發

  據中國地震台網測定:2月6日23時50分,台灣地區花蓮縣附近海域發生6.5級地震,震源深度11千米。截至7日凌晨1時30分,地震已造成花蓮至少兩棟大樓倒塌,多做建築傾斜、受損,公路、大橋中斷,居民停水停電。截至8日清晨,花蓮地震死亡9人,傷者眾多。

  從周日晚至周一(2月5日)上午,花蓮地震次數累計至少有53次,創下台灣花蓮「氣象局」46年觀測紀錄以來的最大群震紀錄。台灣花蓮「氣象局」又預計,未來兩周將續有餘震。有地質學專家更指出,根據地震周期,花蓮外海有可能發生8級地震。台灣「中央大學」應用地質研究所教授李錫堤強調,上世紀台灣地區的東部曾發生規模達8級的地震,分別是1910年發生於宜蘭外海及1920年於花蓮外海。李錫堤指出,現在百年周期差不多到了,未來10年假如花蓮外海發生規模8級的地震絕不意外。李錫堤表示,要提防是否會有最大主震發生,因為相同地點發生會有一定的規律。

  國台辦對於台灣花蓮發生的地震造成嚴重生命財產損失,表示高度關切。

  如果發生地震時你在樓房室內,可以選擇躲在開間小、有支撐物的房間,如衛生間;內承重牆牆角,堅固的桌下或床下;低矮、堅固的傢具邊。同時要注意千萬不要滯留在床上;不要馬上到陽台上去求救;不要到外牆邊或窗邊去;不要去乘電梯。

  如果地震發生時在電梯里,應儘快離開;若電梯門打不開,要抱頭蹲下、抓牢扶手。進而提醒大家在遇到地震的時候不要過於慌張才能更好地應對。

  據統計,2018年1月,全球共發生6級以上地震11次,其中6.0級到6.9級8次,7.0級到7.9級2次,8.0級以上1次,最大地震是1月23日在阿拉斯加灣發生的7.9級地震。

  來自中國地震局的數據顯示,2017年我國發生5級以上地震19次,其中大陸地區13次,台灣地區6次,最大地震為8月8日四川九寨溝7.0級地震。這些地震共造成大陸地區37人死亡,1人失蹤,617人受傷,直接經濟損失145.58億元。放眼全球,2017年發生7級以上地震8次,最大地震為9月8日墨西哥近海沿岸8.2級地震。

  從統計來看,2018年1月我國3級以上地震活動繼續處於低水平活動範圍。1月份全球6級以上地震處於正常的活動範圍。但各國科學家預言,2018年全球強震將較往年頻發。

  學者們注意到,早在年前,史林先生在《動如參與商》一文中在分析全球大陸板塊移動趨勢、地震成因等基礎上,預言2018年將出現更頻繁且強度更大的地震。史林先生談到,迄今為止,地球上人們所經歷的地震主要是點狀地震,由點狀地震造成大的地質地貌變化,需要經過漫長的時間和無數次地震才能形成。比如長江這種斷裂帶,至少要經過上萬億次大大小小的點狀地震才能形成。

  史林先生著重指出,地球如果形成帶狀地震,其破壞力將會十分巨大。帶狀地震是一種連續發生的地震,大陸板塊在帶狀地震作用下,會很快斷裂分開。在我們今天的地球上,最容易出現帶狀地震的,就是緊挨著馬里亞納海溝的地區,這個地區人口最密集的就是日本列島。從自然規律來看,太平洋上的島嶼最多,甚至形成了島鏈。然而隨著大陸板塊的漂移運動,將來會有一些島嶼最終沉入海底,再也不會存在了。這是自然規律,是沒辦法的事。

  既然造成地震的主要原因,是大陸板塊漂移運動中的擠壓、碰撞所形成的,那麼就一定有其潛在的表現特徵。很長時期以來,人們都說地震的發生很難預測,其實就是沒有辦法精確地了解其內在規律,又不能從各種表現特徵中找到一種可以提前掌握的辦法,這就使人們難以有足夠的預警時間來對災害進行防範。其實地震發生前的較短時間內,還是有不少反常現象的,比如井水、池塘水突然出現渾濁等,而最典型的就是很多小動物一反常態,四處進行無規律的遷徙活動。實際上,這是由於地球板塊加大受力而產生了非正常的次聲波,使得這些對次聲波的接收比人類敏感的小動物受到了驚擾所致。也就是說,地球大陸板塊漂移運動過程中,最潛在的表現特徵就是次聲波的異常變化。

  史林先生認為,現在根據地球人類已掌握的技術,要測試次聲波已並非難事,只是單點測試,可以發現一些次聲波異常變化的跡象,但還不容易準確地掌握將要發生的地震源在什麼位置。要想真正做到利用次聲波預測地震,那就要在大陸板塊相交接的地殼裂痕周圍,也就是通常所說的地殼斷裂帶周圍,設置網路狀的次聲波探測裝置,並將所採集信息通過計算機聯網進行分析處理。如果能做到這一點,提前準確預報地震,可以說是萬無一失的。

  地球的地殼板塊趨向平衡的漂移運動會引發地震。不過地球自身引力平衡,也會受到天體運動的外部環境影響,有時這種影響會使地球板塊運動突然加劇,從而也導致地震發生。從2016年開始,天文觀測就發現有異常的小行星群向地球方向靠近,這種情況到了2017年就更為明顯。這樣的天體運動變化,就很可能導致地球在2018年出現更頻繁且強度更大的地震。對此,人們必須高度警惕,做到防患於未然。

  2017年底,各國科學家對2018年的全球地震趨勢,不約而同發出了負責任的判斷:美國科學家警告,2018年世界各地發生大地震的概率會大幅增加,尤其是在人口稠密的熱帶地區。研究發現,每當地球自轉減速周期結束后,強震數量就會增加。據此推算,地球2018年結束一個自轉減速周期后,將進入強震大增的時期。隨著地球自轉速度周期性放緩,2018年全球各地發生大地震的次數或大幅增加。從2018年起,每年可能都會有20次強烈地震。

  他們認為,地球自轉速度的變化可能引發強烈的地震活動,特別是在人口稠密的熱帶地區。儘管地球自轉的波動幅度非常小,對一天的時間長短影響不過千分之一秒,但有科學家認為,這一變化仍然可能引發大量地下能量釋放。

  美國科羅拉多大學科學家羅傑·比爾漢姆與蒙大拿大學教授瑞貝卡·本迪克2017年10月在美國地質學會年會發表研究報告,指出了地球自轉和地震活動之間的聯繫。比爾漢姆對《觀察家報》表示:「地球自轉和地震活動之間有很強的相關性,這意味著2018年強地震的次數將會增加。」

  比爾漢姆和本迪克研究了1900年後發生的所有7級以上地震。他們發現,與其他時間相比,有五個時期的大地震次數顯著增加。比爾漢姆稱:「在這些時期,每年發生25到30次大地震。而在其他時期,平均每年大約發生15次大地震。」

  研究人員探尋了這些地震活動劇烈的時期與其他因素之間的關聯,發現當地球自轉速度稍微下降后,大地震頻次就會增加。比爾漢姆表示,「地球自轉速度變化微乎其微,有時只有每天千分之一秒的差別,但是原子鐘可以非常精確地測出這種變化。」

  這個發現尤為重要,因為4年多前,地球進入了一個自轉減速周期。目前還不清楚地球白晝時間縮短為什麼會影響地震活動,但科學家懷疑,地核行為的微妙變化可能導致了這兩種情況。

  儘管比爾漢姆稱,他們發現大多數白晝長度變化導致的大地震似乎都發生在赤道附近,但很難預測這些地震的震源。大約有10億居民生活在赤道附近的熱帶地區。

  地球自轉速度的波動雖然很小,由此導致的白晝時長變化僅為一毫秒,但仍可能和大量地底能量的釋放有關。

  研究人員嘗試找出有強烈地震活動的時期和其他因素之間的關聯,結果發現當地球自轉速度略微減慢,接下來就是強震數量增加的時期。過去150年間,有好幾個約為5年長的時期,地球自轉變慢,而其後都跟隨強震數量增加的時期。比爾漢姆對此表示:「這個數據很直白地告訴我們,對於未來的強震,地球給了我們5年預告期。」

  地球約在4年多前開始周期性的放慢自轉。比爾漢姆表示:「我們可以推斷,2018年應該會看到強震數量增加。2017年情況還好,至今只有大約6次強震。2018年起每年也許會增至20次。」

  兩位地質學家警告:地球自轉越來越慢,2018是大地震之年!

  日本科學家也發出警告,不能忽視2018年特大地震集中爆發,「大地震隨時可能發生在日本任何地區,還可能引發海嘯。每個人必須在日常生活中隨時做好應對準備。」

  美國國家科學院院長布魯斯·阿爾伯茨博士認為:「日本列島已經處在了一個隨時可能塌陷的『漏斗』之上。如果遇到一兩次印尼一樣強度的海底地震的話,很可能除了南部的琉球群島以外,日本列島都將面臨滅頂之災——滑入大海溝。」

  我國學者楊學祥、楊冬紅等也通過統計數據得出結論:2016~2018年特大地震集中爆發。他們提出,在拉馬德雷冷位相(拉馬德雷冷位相是全球地震活躍期)時期前17年的超級月亮(指月球運行到軌道上最接近地球的點的同時,正好是滿月或者新月)連續6年的超級月亮將激發更強烈的特大地震連續發生,對應特大地震的集中爆發。2016~2018年將是特大地震集中爆發的最危險年份。他們多次指出,拉馬德雷冷位相前17年、超級月亮連續發生、2014~2016年月亮赤緯角最小值、2015~2016年超強厄爾尼諾四大條件疊加,是2016~2018年特大地震集中爆發的天文背景和氣象條件,必須做好相應的準備。

  各國學者的研究都在彼此印證:2018年地球可能發生多次強震的概率高得異乎尋常。

  地震正確預報可期可待

  對於地震預報,地球物理學家、中科院院士陳運泰的態度相對樂觀——「地震不可預報這樣的論斷要慎言」,在他看來,自然科學問題必有解決的辦法,需要探索新的思路。地震認知上的一個個空白,加劇了這種威脅:大地究竟為何顫抖,地震究竟能否預測,以及該如何預報,仍是全球科學家面臨的巨大挑戰。

  中國平均每三年有兩個7級地震,全球每年則有18個——從科研角度來說,這些偶發的數據連有效的統計分析都不夠,不足以幫助科學家形成完整的地震預測科學體系和方法體系。換言之,地震監測的研究結果難以檢驗。強烈地震對於同一地區可能是幾十年、幾百年或者更長的時間才能遇到一次,對於不同地區,甚至不同時期的孕震過程,機理差異很大,重複進行檢驗的機會很難碰到。其次,地震科學研究的方法和手段受到很多制約。地震發生在地下二三十千米處,而當今世界上最深的鑽孔只有12千米,地下究竟發生了什麼,既看不見摸不著。相應地,現有的地震「觀測」均是間接的,人們只能依靠地面的觀測資料,對地球內部的狀況進行反演和推測。

  我國著名科學家高歌提出,可以通過研究觀測與地震活動相關電磁信息、空間等離子體變化與地震活動的關聯規律,探索如何攻克「地震預報」這一千年難題。他對地震的成因有著獨到的見解,他認為,地球周邊的宇宙環境,特別是磁場環境對地球有著重要的影響。地震的根本原因是地球大氣磁場受外部磁環境的變化影響引起的異變誘發地核的磁能量無序爆發,使岩漿流動承受爆發性推力,進而衝擊大陸板塊產生界面擠壓應力集中區,在地球徑向抬升內應力的作用下產生界面斷裂震動。完整的地震預報網由地球南(北)極的地磁通量密度測試總站和地震帶區的次聲、磁場、紅外輻射、大氣電離監測網站構成。根據以上五種定量測量參數和相關的判別準則,可以對地震的震中位置、震級和時間對社會公眾發出震前48小時預警。

  對於地震的起因,高歌教授指出,地球周邊的宇宙環境,特別是磁場環境對地球有著重要的影響。地震的根本原因是地球大氣磁場受外部磁環境的變化影響引起的異變誘發地核的磁能量無序爆發,使岩漿流動承受爆發性推力,進而衝擊大陸板塊產生界面擠壓應力集中區,在地球徑向抬升內應力的作用下產生界面斷裂震動。完整的地震預報網由地球南(北)極的地磁通量密度測試總站和地震帶區的次聲、磁場、紅外輻射、大氣電離監測網站構成。根據以上五種定量測量參數和相關的判別準則,可以對地震的震中位置、震級和時間對社會公眾發出震前48小時預警。

  地球表面地殼產生震動,為地球板塊界面斷裂震動形態。98%的地震起因都是太陽的磁能量爆發,其引起的擾動性增大地球大氣磁場循環量,並進而累積誘導增強地核的磁能量;當地核磁能量積累超過一定量值后就會誘發地球核心產生磁能量無序爆發,對地球地殼界面內的流態物質——岩漿,產生磁能量爆發推力,使流態物質在磁能量爆發推力的作用下,向地球地殼界面運動並在同地球界面作用時,形成由地心外指的徑向內應力。在地心徑向內應力同地球界面作用前,大陸板塊飄移過程產生的旋轉運動,會在相鄰板塊界面間形成為數不等的界面弱支撐力點,即界面間擠壓應力集中區。在地心徑向內應力同地球界面作用時,對地球界面產生抬升作用,使界面擠壓應力集中區產生界面斷裂震動,施放出應力能量,以能量波形態向地球界面弱能量區和地球大氣中傳導,在地球界面產生共振效應,並在地球大氣中產生磁能量擾動,使作用區大氣變異。

  使地球的地核產生磁能量無序爆發的外界原因有如下幾種:

  (1)太陽表面常態存在的熱核聚變反應產生的電離粒子磁場輻射能量。

  (2)太陽表面低溫態物質產生的強磁能量爆發——黑子爆發。

  (3)太陽腔體內部產生的強磁能量射流——太陽耀斑。

  (4)銀河系中在太陽系附近恆星爆發產生的磁能量射流。

  (5)地球人類核能量爆炸產生的核磁能量。

  以上誘發地核產生磁能量爆發的因素中首推太陽磁能量對地球的影響。太陽發生的熱核聚變爆發通常會產生功率為4×1026W/s電離粒子磁場能量輻射,其中有2×1017W/s的電離粒子磁場輻射能量射向地球,以400km/s的速度向地球移動。太陽核聚變爆發產生的電離粒子磁場輻射能量在抵達地球后,同地球大氣磁場經過28小時作用,即可以擾動增量形態使全部常態地球大氣磁場形成周期性增量態。增強后的大氣磁場在循環過程中,會在地球的具有強磁特性的地核內形成磁能量聚集。太陽發生磁暴時,輻射能量及傳播速度還會大幅度增加,並加速地球地核的磁能量聚積。當地核磁能量聚集增量值達到常態地球大氣磁能量總量的1/3時,地球的地核體就會產生無序磁能量爆發!在之後的75小時,由地球的地核體產生的無序磁能量爆發中的磁能量,會對地球界面內的流態岩漿爆發磁能量推力,形成地心徑向內應力,對地球界面板塊產生內應力衝擊抬升作用;再經過48小時連續抬升作用,就可使地球板塊弱支撐點產生斷裂震動!最強烈的太陽磁暴會在數天後引發地球地核的磁能量無序爆發並引發大地震,2004年12月26日的印度尼西亞9級海嘯地震就是如此。較弱的太陽磁暴和常態的太陽表面的熱核聚變反應,則需要經歷滯后的地核磁能量積聚過程才能誘發地震。

  高歌教授對地震前兆有獨特見解:地質學家和地震學家經過長期研究,已經基本掌握了大陸板塊的構成及地震帶的分佈。對地震的預報應特別注意依據地震的前兆,在廣大的地震帶中挑選出近期有可能發生地震的區域,予以特別重點監測。首先要測試確定地球地殼界面中有可能產生斷裂的界面弱支撐力點位置。將要發生斷裂震動的地球板塊界面間的弱支撐力點,在地球板塊界面旋轉漂移運動產生的擠壓應力以及地心徑向內應力初始作用下,會產生界面間弱支撐力點的擠壓應力摩擦,施放出小於20Hz的低頻次聲波;界面擠壓應力摩擦還會產生弱紅外輻射;地心徑向內應力中的穿越性磁能量則會產生地磁泄漏。根據以上三種物理量的綜合測試,可以初步確定地球板塊界面間的弱支撐力點位置。對這樣的地區應在地震預報系統內部加強中短期臨震強化監測預警。汶川大震后調研我國「風雲」-2D氣象衛星圖像發現:汶川地震前20~8天,這一地區衛星熱紅外圖像異常,電視衛星雲圖異常。衛星熱紅外異常,應是地熱異常的反映。青藏高原東緣出現了源於印度板塊、緊鄰汶川的北東向近3000公里長的條帶狀高溫異常,其北東端延伸至北京以北250公里。如能在這一漫長的紅外異常區結合次聲和地磁異常監測,就可大大縮小搜索範圍,鎖定可能產生斷裂的界面弱支撐力點位置!

  發出地核磁能量爆發預警之後,地震震中區臨震前的次聲增強、地磁泄漏、電離及紅外熱輻射增強四種現象一般會同時出現,可據之做出判斷,並對社會發布震前48小時預警報告。

  高歌教授建議設立地震預報網,他提出的能夠對地震的震中位置、地震級別、地震時間進行預報的地震預報網構成如下:

  (1)設置在地球南極或北極的磁通量密度監測總站。

  (2)在地震帶附近建立的次聲監聽網站。

  (3)在地震帶附近建立的地磁場強度、紅外輻射強度、大氣電離度測量網站。

  (4)衛星遙感及飛機測量。在地震監測網中補充衛星紅外及磁場強度分佈遙感測試系統;在極地總站發布地核磁能無序爆發警報之後,在地震危險區上空用飛機測量電離、磁強、紅外參數,會有效地增強地震預報網的工作能力。

  (5)對以上五種數據進行綜合分析的地震預報總站。

 
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  地震預報網的各組成部門的功能如下。

  (1)極地磁通量密度測試總站:該站測量極地磁通量密度,當測出的極地磁通量密度Bs較平均值高出12~15G時,即表示地核磁能量聚集增量值達到常態地球大氣磁能量總量的1/3,地球的地核體開始產生無序磁能量爆發。此時,全球的地震監測網均應進入戒備狀態。

  (2)地震帶附近建立的次聲監聽網站:在地震帶區次聲監聽站的間距為40~70千米,每個監聽站擁有一個監聽井,井深50~80米,內裝次聲監聽器,對低於20Hz的次聲進行監聽。地下監聽井可以排除地面雜訊,提高監聽靈敏度。次聲監聽器可以測出次聲的來源方向和強度,多個次聲監聽器測出聲源方向的交叉點即是震中位置。

  (3)地震帶附近建立的地磁場強度、紅外輻射強度、大氣電離度測量網站:提供這三種參數的定量變化速率,平常日用於中長期預報的地殼界面弱支撐力點區的確定,更重要的是臨震前提供定量判據,用於確定震前48小時警報發布時間。

  對地震預報,高歌教授提出這樣一些定量判據:

  (1)南(北)極的極地磁通量監測站,一旦發現磁通量密度較常態增加12~15G,表徵地核磁能量進入無序爆髮狀態,地震監測網應進入震前123小時預警期。

  (2)次聲監聽器能夠聽到次聲的最低震級是4.5級,如果測得的次聲強度每小時持續增加5~7dB(為一個強度級),即表示可能發生的地震震級在4.5級的基礎上增加一級;10~14dB為兩個強度級,表示在4.5級的基礎上增加二級,並可依此類推。震區地殼岩石強度的不同導致次聲強度增長量判據有一定的伸縮範圍。

  (3)在連續6小時的穿越性磁通量密度測量中,磁場強度持續增加5~7G為一個強度級;增加10~14G為兩個強度級,並可依此類推。

  (4)在連續6小時的紅外熱輻射強度測量中,對弱紅外輻射波長為0.77~14μm譜線段的輻射量He增量進行測量,6小時持續輻射增量達到5~7J/m2,為一個強度級;增加10~14J/m2為兩個強度級,並可依此類推。He是輻射量值符號,He=ψeT/A=EeT,單位是J/m2,式中,輻射照度Ee=dψe/dA,A是通流截面積,T是測試時間長度,輻射通量ψe=dQe/dt=單位時間熱輻射總通量,Qe為熱量。

  (5)在連續6小時的大氣電離強度測量中,每千克大氣的電離量持續增加的庫侖值達到5~7C/kg,為1個地震強度級;10~14C/kg為兩個強度級,並可依此類推。

  (6)預測試地球界面斷裂震動前的次聲、磁通、紅外、電離四種量值,應在初次監聽到次聲連續增強后在同一初始時間開始進行四種量的測試,在連續6小時的測試時間內,小於20Hz的低頻次聲波測試時間為1小時,位置點弱紅外輻射、穿越性磁能量、電離粒子三種量值測試時間同為6小時。四種量值的增量整數個數各為5~7個增量值時,可確認為1個震動強度級。四種量值的初始基準量值為地球界面弱支撐力點區常態量值。由於初次監聽到次聲的初始基準量值對應於4.5級地震,根據四種量值確定的震動強度級均以4.5級為基準遞加。震級的確定,原則上應在四種量值均達標后確定,個別量值達標應引起特別警戒,但不宜立即向社會公眾發布48小時警報;一旦四種指標齊備達標,則必須立即向社會公眾發布震前48小時警報!

  高歌教授認為,人類現在擁有的科技測試手段理應可以但卻未能實現較為準確的地震預測,必須在明確的新思路下對現有科技手段徹底重新整合,才可能提高地震預報的精準度:地球南北極大氣磁場磁通量密度增量為12~15G時,可以確認地球地核體磁能量聚集量達到常態地球大氣磁場總量的1/3量值,進入地核磁能無序爆髮狀態。此時,應立即連續監測地球界面弱支撐點處的次聲、磁通、電離和紅外熱輻射四種物理量的增量變化,以增量變化值確認地球界面弱支撐點斷裂震動的強度級!預測試地球界面斷裂震動前的四種量值,為同一初始時間開始測試,在6小時內,次聲波預測試時間為1小時,位置點弱紅外輻射、穿越性磁能量、電離粒子三種量值同為6小時預測,四種量值的增量整數個數各為5~7個增量值,可確認為一個震動強度級,並可依此確定震前48小時警報。四種量值的初始量值為地球界面弱支撐力點區的常態量值,預測的震級遞加於4.5級震級之上。

  「張衡一號」探索

  攻克地震預報難題

  全球經濟在2017年底整體向好,不過引發經濟動蕩的因素很多,人禍可躲天災難防,比如地震、海嘯和颶風這樣一些嚴重自然災害,人類不能阻止它們的發生,但可以採取預防措施,減少損失。

  (下轉8版)(上接7版 )

  上世紀60年代,蘇聯科學家分析一顆衛星電磁信號時,發現衛星記錄到地震低頻電磁輻射前兆現象,稱之為「地震電離層效應」。我國在1976年唐山地震時,也通過地面雷達系統發現了相應的電離層擾動現象。這給人類探索預報地震帶來了一線「難得的光明」。

  地球周圍有著一層薄薄的「殼」——空間等離子體環境。近些年,科學家發現地震也會對空間等離子體環境中的電磁場產生影響,有些影響甚至可能出現在地震發生前。地震預測是世界各國普遍面對的難題之一,即便在科技高度發達的今天,依然沒有很好的手段進行有效的預測,而我國又是世界上大陸地震活動最強,遭受地震災害最嚴重的國家之一。但是常年以來,我國在地震數據和監測手段上始終落後於美日等國。「張衡一號」衛星將會有效的解決我國在監測手段上的單一性,並且能夠提高我國的地震預測水平。因此,科學家希望通過研究空間等離子體變化與地震活動的關聯規律,探索如何攻克「地震預報」這一千年難題。

  這個思路恰與高歌教授的主張不謀而合。

  「張衡一號」衛星,總重為730千克,外形為一個長、寬、高均為1.4米的立方體,該衛星各項技術均達到了國際先進水平,它的主要任務是分析中國6級、世界主要地區7級以上的地震電磁信息。「張衡一號」所在的軌道,每五天就能對地球上同一地點進行檢測。

  坦率地說,「張衡一號」並不能直接預測預報地震,而主要用於地震前兆信息研究,為未來建立地震監測體系進行前期技術儲備。

  作為我國首個天基地震電磁綜合觀測平台,「張衡一號」開闢了我國地震監測研究的新視角,是我國構建天空地一體化地震立體監測體系的重要里程碑。

  同時它也集合了多項航天技術創新成果。

  要從太空探地震,「張衡一號」的主要載荷是電場探測儀,用於探測衛星軌道環境空間電場。這是目前國際上運行在太陽同步軌道功能配置最全的空間電場探測儀器。

  為了感知空間三維電場,探測儀通過伸桿向衛星本體外伸出四個感測器,如同四個靈敏的「觸角」。每個觸角都能準確感知周圍等離子體環境電勢,兩觸角間電勢差與距離的商,就是兩觸角方向的電場,多組不共面方向的電場便能換算出空間三維電場。這些探測器靈敏度極高,可以探測到非常微小的等離子體電勢變化。

  在衛星內部,有著探測儀的「大腦」——信號處理單元。這台高靈敏電子學測量設備,能把觸角探測到的微小波動細分成十幾個通道,通過進一步精細處理,變成數字量,分成頻譜,再傳輸到地面,供科學家研究。

  在近地軌道地球磁場很強大的情況下,要精確探測電離層的微弱變化,需要衛星「隱身」在電離層里。這對衛星本體的電磁潔凈度提出了極高要求。根據工程要求,衛星本體磁性對磁場測量影響不確定性要控制在0.5納特斯拉以內,這相當於地球表面磁場強度的十萬分之一。「張衡一號」的整星磁潔凈度達到了0.33納特斯拉。

  「張衡一號」衛星的發射成功,使我國成為目前世界上唯一一個擁有在軌高精度地震監測衛星的國家,此前在軌運行的高磁潔凈度衛星全部由國外研製。「張衡一號」不僅擁有了獨一無二的高磁潔凈度特性,也成為了我國第一代磁潔凈衛星平台,彌補了我國天基科學探測領域發展的一大短板,對後續空間電磁場探測任務的發展具有重要意義。美日兩國的媒體對此評論稱:我們應該跟中國謀求合作,以便獲取詳細的地震資料。

  2018年2月7日,「張衡一號」發回首批探測數據。

  在中國的地震預測研究之路上,「張衡一號」邁出了一大步——有望讓我國第一次具備全疆域和全球三維地球物理場動態監測能力。換言之,中國境內6級以上、全球主要地區7級以上的地震電磁信息,這顆衛星都有可能「看到」。目前,國防科工局正會同有關部委推動電磁監測衛星(02星)的論證工作,該衛星計劃將於2020年發射。

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