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　　編者按：

　　5·12汶川大地震給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來了巨大損失。痛定思痛，人們對與地震相關(guān)的科學(xué)問題異常關(guān)注。今天，本報(bào)以專集的形式，特別向讀者朋友摘要介紹一些專家學(xué)者研究探討地震防震的論文，以饗讀者。他們的論點(diǎn)和論據(jù)，本報(bào)既不肯定，也不否定，只求形成百家爭鳴的學(xué)術(shù)環(huán)境，普及防震抗震的科學(xué)知識，為進(jìn)一步研討地震的形成及其危害，為更有效抗災(zāi)減災(zāi)提供可鑒思路。

　　核心提示：

　　利用變化磁場在地球內(nèi)部的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是研究地球內(nèi)部電性結(jié)構(gòu)及其變化的一種方法。地震磁現(xiàn)象的觀測研究，迄今已有近百年的歷史。中國地震局林云芳、曾小蘋、續(xù)春榮、趙明、李琪撰寫的論文《地磁方法在地震預(yù)報(bào)中的應(yīng)用》中提出了轉(zhuǎn)換函數(shù)法、空間相關(guān)和加權(quán)差分法以及加卸載響應(yīng)比法等3種地磁預(yù)測方法。

　　2008年5月17日早晨，一支由6人組成的地震地磁測量隊(duì)從合肥出發(fā)，奔赴四川震災(zāi)最嚴(yán)重的汶川縣展開地震測量援助。

　　這支地震地磁測量隊(duì)由安徽省地震局地震工程院的專家和技術(shù)骨干組成，具有精湛野外觀測技術(shù)和豐富現(xiàn)場工作經(jīng)驗(yàn)。此次出征四川，測量隊(duì)將承擔(dān)對汶川縣以南東西500公里、南北700公里區(qū)域的地震地磁測量工作，負(fù)責(zé)收集珍貴的第一手地震現(xiàn)場資料，捕捉此次地震在該區(qū)域引起的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化在地球磁場方面的變化，為下一步的地震科學(xué)研究提供地球物理場背景等基礎(chǔ)資料。同時，按照中國地震局指派，測量隊(duì)還將負(fù)責(zé)對統(tǒng)一調(diào)遣進(jìn)入災(zāi)區(qū)、來自四川等省的四支測量隊(duì)進(jìn)行工作指導(dǎo)。

　　2008年4月29日，北京鐵道大廈。來自國家有關(guān)部委和研究機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)、專家等130余人，就我國地震電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星相關(guān)問題進(jìn)行了分析研討。

　　那一天，他們中或許沒有人意識到，地震這個幽靈正在悄然生成，更沒有人料到，就在13天后，中國30余年來最嚴(yán)重的一場地質(zhì)災(zāi)害突然襲來———四川汶川發(fā)生8.0級地震。

　　地震給人類造成的災(zāi)難是難以估量的，但地震預(yù)測長期以來都一直是一個世界性的科學(xué)難題。大量的觀測事實(shí)顯示，在多數(shù)大地震發(fā)生前，均在震中及其鄰區(qū)發(fā)現(xiàn)過大量與電磁波有關(guān)的異�，F(xiàn)象。

　　地震前夕的地磁場異常變化

　　一般認(rèn)為，地震引起磁場變化的原因有兩個，一是地震前巖石在地應(yīng)力作用下出現(xiàn)“壓磁效應(yīng)”，從而引起地磁場局部變化；二是地應(yīng)力使巖石被壓縮或拉伸，引起電阻率變化，使電磁場有相應(yīng)的局部變化，巖石溫度的改變也能使巖石電磁性質(zhì)改變�；�于上述理由，應(yīng)該可以利用電磁手段對地震進(jìn)行預(yù)測、預(yù)報(bào)。

　　1995年阪神大地震動物騷動不安

　　1995年1月7日阪神大地震震后的分析：大地震之前，動物往往會騷動不安。為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象呢？日本大阪大學(xué)研究小組近日通過對老鼠的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這原來是震前出現(xiàn)的特殊電磁脈沖刺激動物大腦所致。1855年江戶大地震磁鐵失去磁性

　　1855年，在日本江戶鬧市區(qū)有一位開眼鏡鋪的商人，他用長3日尺(1日尺等于30.3厘米)的一個馬蹄鐵，在馬蹄鐵上面粘滿鐵釘，用此來招引顧客。但是，在1855年江戶大地震發(fā)生的當(dāng)天，吸到磁鐵上的鐵釘及其他鐵制商品，突然掉落在地，使他大為驚愕。時過兩小時，一次破壞性大地震發(fā)生了，震撼了整個市區(qū)。地震過后，發(fā)現(xiàn)那塊磁鐵又恢復(fù)了往日的吸鐵功能。類似的事件，在我們國家也曾多次出現(xiàn)。

　　1970年云南通海地震廣播嘈雜不清

　　1970年1月5日，在云南通海發(fā)生7.8級大地震。震前，震中區(qū)有些人在收聽中央人民廣播電臺的廣播，忽然發(fā)現(xiàn)收音機(jī)音量減小，聲音嘈雜不清，特別是在震前幾分鐘，播音干脆中斷。再如，1973年2月6日四川爐霍7.9級地震之前，縣廣播站的人發(fā)現(xiàn)，在震前5—30分鐘，收音機(jī)雜音很大，無法調(diào)試，接著發(fā)生了大地震。

　　1976年唐山地震雷達(dá)收到奇異電磁波

　　唐山地震前兩天，距唐山200多公里的延慶縣測雨雷達(dá)站和空軍雷達(dá)站，都連續(xù)收到來自京、津、唐上空的一種奇異的電磁波。

　　為什么能利用地磁預(yù)報(bào)地震

　　地球是一個巨大的磁體，在它的周圍存在著一種看不見的物質(zhì)，它能使懸掛起來的小磁針趨向一定的方向，這種看不見但對小磁針起作用的物質(zhì)叫做“地磁”。地磁有它的大小和方向，通常用它的水平分量H、垂直分量Z和偏角D這三個要素來描述。如果知道了某處的Z、H、D三個分量，也就知道了該處的地磁場的全貌。

　　通過長期觀測表明，地磁的任何一個分量，在任何一個地方都是不斷變化的。變化的原因是多方面的，如與太陽、地球等天體運(yùn)行有關(guān)的晝夜變化、季節(jié)變化、年變化等周期性變化；還有在地震的孕育發(fā)展過程中，由于地下應(yīng)力作用，地下巖石的物理、化學(xué)性質(zhì)就要發(fā)生變化，從而導(dǎo)致地下巖石磁性的改變，于是在地面上觀測到的地磁，就會發(fā)生局部的微弱變化。我們正是從上述變化中，尤其從地下應(yīng)力作用引起的地磁變化中，去尋找與地震有關(guān)的帶規(guī)律性的地磁變化異常，借以預(yù)報(bào)地震。

　　目前利用地磁預(yù)報(bào)地震的方法還在探索階段中。影響地磁變化的原因是多方面的，干擾因素也很多，比如，儀器附近放有鐵物質(zhì)或者觀測時帶有鐵磁性的東西靠近儀器，都會使磁針改變方向，發(fā)生變化，因此，當(dāng)觀測到地磁異常時，首先要通過多種觀測資料加以對比分析，排除各種干擾因素，努力找出因地震的變化引起的異常反映。

　　我國加速地震監(jiān)測衛(wèi)星研究

　　我國處于世界兩大地震帶之間，是一個多地震的國家。資料顯示，20世紀(jì)有三分之一的陸上破壞性地震發(fā)生在我國，死亡人數(shù)約60萬，占全世界同期因地震死亡人數(shù)的一半左右。

　　許多國家開展了地震電磁衛(wèi)星的探索研究，以期將其作為監(jiān)測地震災(zāi)害的手段之一。我國也非常重視利用衛(wèi)星預(yù)測地震。據(jù)了解，在“九五”期間，我國就開始了衛(wèi)星預(yù)報(bào)地震的研究和應(yīng)用，并取得了初步成果。近日，中國航天報(bào)記者就地震電磁衛(wèi)星的研究發(fā)展情況，采訪了有關(guān)衛(wèi)星專家。我國有關(guān)專家認(rèn)為，發(fā)展地震監(jiān)測衛(wèi)星十分必要。

　　著名衛(wèi)星專家王希季院士等一直呼吁研制發(fā)射地震電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星。在接受采訪時他指出，目前我國已建成了相當(dāng)數(shù)量的地基電磁監(jiān)測臺網(wǎng)，但我國幅員遼闊，地震多發(fā)區(qū)多，已建和籌建的電磁監(jiān)測臺還不能滿足預(yù)報(bào)需求。而在空間軌道運(yùn)行的衛(wèi)星對地電磁觀測覆蓋范圍大，不受地面自然條件限制，且空間電磁的場動態(tài)信息強(qiáng)于地面的信息。利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)空間電磁監(jiān)測，將有可能對地震預(yù)報(bào)起到積極的推動作用。

　　“此次汶川地震，如果我們事先有該地區(qū)連續(xù)的空間監(jiān)測的熱和電磁效應(yīng)的圖像，可能會有預(yù)報(bào)�！蓖跸＜菊J(rèn)為。他表示，發(fā)展我國的地震電磁衛(wèi)星對地觀測技術(shù)，將空間手段與地基監(jiān)測相結(jié)合，建立天地一體化的立體地震電磁監(jiān)測系統(tǒng)，將明顯增加地震前兆的信息量，為地震預(yù)測預(yù)報(bào)提供重要的科學(xué)判據(jù)。

　　在我國航天發(fā)展“十一五”規(guī)劃中，已明確提出開展地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星研究。汶川震后第三天，5月15日，國家國防科技工業(yè)局組織召開了航天技術(shù)應(yīng)對當(dāng)前地震災(zāi)害的專題研討會。會上明確要求，要進(jìn)一步加快包括地震電磁監(jiān)測試驗(yàn)衛(wèi)星在內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)研制，不斷增強(qiáng)航天技術(shù)服務(wù)國家防災(zāi)救災(zāi)事業(yè)的能力。

　　相關(guān)鏈接前蘇聯(lián)先行一步

　　曾監(jiān)測地下核爆

　　早在1964年，前蘇聯(lián)科學(xué)家在分析該國發(fā)射的Aloute衛(wèi)星觀測資料時，就發(fā)現(xiàn)了衛(wèi)星電磁觀測在強(qiáng)地震前的異�，F(xiàn)象，這一現(xiàn)象被隨后發(fā)射的多顆衛(wèi)星反復(fù)觀測到。因此，最先利用太空中的衛(wèi)星監(jiān)測電磁異常的國家，正是冷戰(zhàn)時期的前蘇聯(lián)。因?yàn)榈叵潞嗽囼?yàn)產(chǎn)生的強(qiáng)震同樣會引起電磁異常。前蘇聯(lián)為了監(jiān)測有關(guān)國家地下核試驗(yàn)的情況，在冷戰(zhàn)時期發(fā)射了多顆可監(jiān)測電磁異常的衛(wèi)星。

　　上世紀(jì)90年代初，在多年研究的基礎(chǔ)上，前蘇聯(lián)科學(xué)家提出建立地震前兆全球監(jiān)測衛(wèi)星系統(tǒng)的設(shè)想。該系統(tǒng)的目標(biāo)是對特定地區(qū)上空的電磁波、電離層等離子體特征等長期監(jiān)測，在震前2小時—48小時做出預(yù)報(bào)。按照科學(xué)家們的設(shè)想，這一系統(tǒng)由20顆微型中低軌道衛(wèi)星、地面接收網(wǎng)絡(luò)和地面飛行控制中心組成。地面接收系統(tǒng)將信息傳遞到地震預(yù)測中心，中心再將地震衛(wèi)星信息與地面?zhèn)鹘y(tǒng)地震監(jiān)測得到的信息相結(jié)合進(jìn)行地震預(yù)測。但是由于前蘇聯(lián)的解體和俄羅斯經(jīng)濟(jì)實(shí)力的下降等原因，該系統(tǒng)建立進(jìn)程緩慢。俄羅斯先后于1999年、2001年、2006年發(fā)射了3顆衛(wèi)星，用來探測與地震有關(guān)的電離層變化信息，探索地震預(yù)報(bào)信息和預(yù)報(bào)技術(shù)，研究與地震、火山和其他大規(guī)模的自然災(zāi)害有關(guān)的電離層、電磁和等離子體變化等前兆。

　　數(shù)顆衛(wèi)星太空運(yùn)行

　　多個國家開展研究

　　從上世紀(jì)90年代初開始，法國、美國、烏克蘭等國家也著手進(jìn)行地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星相關(guān)研究。2003年，美國發(fā)射了一顆重4.5千克的地震衛(wèi)星，用于研究磁場信號與地震巖石破裂關(guān)系機(jī)理，預(yù)測地震活動。2004年，法國和烏克蘭分別發(fā)射了一顆地震電磁衛(wèi)星。法國這顆名為Demeter的衛(wèi)星，用于研究與地震、火山相關(guān)的電離層變化，研究與人類活動有關(guān)的電離層活動及引起電離層變化的機(jī)理等。

　　目前，美國、俄羅斯、烏克蘭、意大利等國，以及我國臺灣地區(qū)，都有發(fā)射地震電磁衛(wèi)星的計(jì)劃。其中，俄羅斯提出了一個包括兩種軌道面、共8顆衛(wèi)星的全新的電磁衛(wèi)星星座方案；烏克蘭航天局提出由3顆衛(wèi)星組成地震電磁監(jiān)測星座。

　　法國并沒有處在地震帶上，但科學(xué)家們?nèi)蚤_展了地震電磁衛(wèi)星的研究。專家介紹說，目前法國的Demeter衛(wèi)星研究成效顯著，在業(yè)內(nèi)頗受關(guān)注。

　　與傳統(tǒng)的地面地震監(jiān)測站相比，利用衛(wèi)星監(jiān)測并且預(yù)報(bào)地震的方法無疑為人們提供了新的預(yù)報(bào)的依據(jù)。專家稱，雖然利用地震電磁衛(wèi)星預(yù)報(bào)地震目前還處于“探索階段”，但是這一方法已得到了許多科學(xué)家的認(rèn)同。未來，隨著科技水平的提高和科學(xué)研究的深入，地震電磁衛(wèi)星有望在地震預(yù)測中發(fā)揮重要的作用。

　　延伸閱讀

　　俄專家稱“太空預(yù)測法”可更精確預(yù)測地震

　　據(jù)中國網(wǎng)援引國外消息，關(guān)于預(yù)計(jì)將會發(fā)生的災(zāi)難的地點(diǎn)甚至日期，太空遙感技術(shù)能提供更精確的數(shù)據(jù)。因此，從太空進(jìn)行地震預(yù)測更加容易，也更為精確。這種高科技方法的主要優(yōu)勢在于，能夠監(jiān)測具有地震危險的大片區(qū)域，提前1—5天預(yù)測地震的發(fā)生。

　　俄羅斯人預(yù)測地震的方法是以研究地磁場變化為基礎(chǔ)。地表磁場測量能發(fā)現(xiàn)預(yù)示著地震的一些變化。與此同時，即將發(fā)生地震的地區(qū)的強(qiáng)電場會導(dǎo)致電離層產(chǎn)生特定電流。

　　蘇聯(lián)于1979年發(fā)射的“國際宇宙組織—19”衛(wèi)星是一個突破。在一場地震發(fā)生前若干小時，這顆衛(wèi)星在震中周圍大片區(qū)域探測到了一種不同尋常的低頻噪音。這一發(fā)現(xiàn)后來得到了其他航天器的證實(shí)。

　　強(qiáng)烈地震的先兆大約在主震發(fā)生5天前就會出現(xiàn)，具有能與其他電離層變化相區(qū)別的特定特征。記錄這些特征是一項(xiàng)非常復(fù)雜的任務(wù)，包括對可能發(fā)生地震的地區(qū)進(jìn)行不間斷衛(wèi)星監(jiān)測，以及進(jìn)行有規(guī)律的基線研究，因?yàn)榛�線變化可能預(yù)示著地震即將發(fā)生。

　　包括俄羅斯在內(nèi)的許多國家都在研究地震與電離層之間的聯(lián)系，但研究力度尚不能如科學(xué)家們所愿。