地震前后,地下震源區(qū)的物質(zhì)密度會發(fā)生改變,引起地面重力場變化。那么能不能通過監(jiān)測重力場變化來尋找潛在的震源區(qū),為預報地震提供新信息呢?
近日,中科院云南天文臺成功研制出第一臺多功能天文經(jīng)緯儀(樣機),可以精確測量地面重力方向的變化,若沿地震斷裂帶布設儀器,能掃描地下物質(zhì)的密度變化,尋找物質(zhì)密度異常區(qū),或可為尋找震源區(qū)提供新手段和數(shù)據(jù)支撐。
有何原理
借用天文"觀天測地"
地震是震源區(qū)的能量突然釋放,形成強大的地震波,導致震源區(qū)周圍的地殼變形、斷裂、錯動和震動等,于是便形成了地震。要發(fā)生地震,震源區(qū)需要經(jīng)過能量積累的過程,即孕震過程。根據(jù)物理規(guī)律,當能量積累或釋放時,震源區(qū)的物質(zhì)密度和分布會發(fā)生變化,從而引起震源區(qū)周邊的重力場變化,即重力大小和方向的變化。
以前,地震研究人員是靠重力儀和重力衛(wèi)星來測量重力大小的變化,并使用天體測量儀,通過觀測遙遠的恒星,測量重力方向變化,實現(xiàn)儀器觀天測地的作用。
研究時間
花20多年研究成功
早在20多年前,中科院云南天文臺研究人員就著手研制一臺高精度天體測量儀,名為低緯子午環(huán)。通過多年努力儀器研制成功,但該儀器比較笨重,自動化程度不高,其中的光機電元件較落后,儀器穩(wěn)定性較低,因資金問題等多方面的原因,這臺儀器的測試研究和升級改造被擱置了10多年。
直到幾年前,在省科技廳、昆明市科技局和中科院的支持下,新儀器的研制又重新開啟,新儀器稱為多功能天文經(jīng)緯儀,它采用了新的光機電技術和元器件,使儀器的體積更小、精度更高、性能更好。
就在8月份,這臺多功能天文經(jīng)緯儀通過了項目驗收。可以說,這是目前世界上最高精度的地面天體測量儀器,能高精度測量地面重力方向的變化,研究地下物質(zhì)密度的變化。
那么,它能做到多高的精度呢?在隨機誤差方面,通過大量觀測,每夜晚測定值的誤差達到±0.02角秒。這相當于在東郊鳳凰山上,可以測出20公里開外昆明西山上游客一根眉毛的晃動。
效果如何
經(jīng)緯儀功能有待驗證
中科院云南天文臺研究人員指著這臺多功能天文經(jīng)緯儀(樣機)說,它的外觀、做工方面還有很多需要改進的地方,一些性能也還有不斷完善的空間。
多功能天文經(jīng)緯儀到底能不能為尋找震源區(qū)提供真實、詳細的數(shù)據(jù),還需要在實踐中進行驗證。只有在斷裂帶上布置了3臺或更多臺儀器,并經(jīng)過一段時間的數(shù)據(jù)收集、分析,加以驗證,才能判斷它是否能真正發(fā)揮作用。研究人員說:"這可能是尋找震源區(qū)的一種新設備,但還需要加以不斷驗證。"
研究人員再三強調(diào)說:"我們只是研制儀器,希望能提供給地震部門使用,但我們不搞地震研究,更沒有資格預報地震。" 對于數(shù)據(jù)的分析、使用,還有待進一步的研究。