专家详解"张衡一号"卫星:对破解"地震不可

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资料图:法国DEMETER卫星效果图,世界上第一颗专门服务于地震监测的卫星。(拖拽图片或右键“在新标签页中打开”可查看大图)

■为何要上天“看”地震?

在地球的周围,有着一层薄薄的“壳”,是一个“电子”和“离子”的世界,当受到地壳运动、地面人类活动等的影响时,其中的“电磁波”就会像水中的“涟漪”一样,在等离子体环境里传播。申旭辉告诉记者,过去几十年科学家发现,他们所监测到的“空间电磁扰动”也就是“电磁波涟漪”,与地震的发生具有明显的相关性:统计意义上,地球上6级、7级以上地震在发生前即孕育过程中,相应区域的“空间电磁扰动”都有可能发生异常。上世纪60年代,苏联科学家分析一颗卫星电磁信号时,发现卫星记录到地震低频电磁辐射前兆现象,称之为“地震电离层效应”。我国在1976年唐山地震时,也通过地面雷达系统发现了相应的电离层扰动现象。

申旭辉说,这给人类探索地震发生的机理带来了一丝“难得的光明”。“张衡一号”正是依据这一原理来运行的。申旭辉说,地震简单来说就是“地壳运动”,这种运动会切割磁力线,也会造成磁力线的扭曲。另一方面,地球岩石的摩擦破裂,会产生电磁波,这些电磁波往大气层传播,将致使大气层的电磁信息发生变化。

事实上,国外利用卫星进行地震前“空间电磁异常”现象的研究已经有多年的历史。赵坚说,此前俄罗斯、法国、美国、乌克兰等国家已经发射过同类卫星,不过均已退役,其中法国的DEMETER卫星连续在轨运行6年半,取得了不小的成功。法国DEMETER卫星计划首席科学家米歇尔·帕罗特教授说,基于这颗卫星的统计研究,可以反映电离层扰动的常规形态,并有助于科学家确定震前的电离层扰动特征。值得一提的是,中法科学家也联合利用这颗卫星的数据发表了大量科研论文,其中大部分是针对震前研究。

而跳出地球来“看”地震,还能突破许多地震研究的限制。比如,填补地面观测台网在青藏高原和海域地区观测的不足。申旭辉说,在地面上,像青藏高原的极寒地区,现有的地震台网并不能完全覆盖,面积广阔的海洋也观测不到。相应地,卫星上天之后,就可以不受这些自然环境的约束,对全疆域实时观测。

■一两颗卫星就能研究地震?

按照赵坚的说法,“张衡一号”真正投入运行后,能够重点监测中国全境,检验卫星电磁监测新技术设备的效能和空间适应性。具体来说,“张衡一号”可以开展全球7级以上、我国6级以上地震电磁信息分析研究,总体技术指标达到国际先进水平,部分技术指标达到国际领先水平。不过,申旭辉告诉记者,对于地震研究而言,指望一两颗卫星远远不够。这一点国外的“先驱者”已经给出了理由。