建设国家地震科学大数据中心让地壳透明

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建设国家地震科学大数据中心让地壳透明 为什么会有地震？如何提高地震预测和风险防范能力？地震后如何将损失降到最低？针对这些地震领域长期存在的问题，不久前，中国启动了一项创新的地震科技项目。通过实施“透明地壳”、“解剖地震”、“城乡抗灾”、“智能服务”四大计划，中国地震科学研究水平和防震减灾能力将在未来10年内大幅提升，达到国际先进水平。 为什么会有地震？如何提高地震预测和风险防范能力？地震后如何将损失降到最低？为了应对这些长期困扰地震学界的问题，不久前，中国启动了地震科技创新工程。它计划实施四个计划，即透明地壳剥离、抗震、城乡和智能服务。未来10年，中国的地震科学研究水平和防震减灾能力将大大提高，达到国际先进水平。

对地下结构进行勘探，使地壳逐渐变得透明，寻找地震规律

几乎所有发生在地球表面的地质现象都可以在地球深处找到。以地震为例，地震是地球内部应力作用的结果。了解地壳结构和地下应力变化有助于我们探索地震的孕育和发生规律。

我们现在可以去天堂和大海，但是我们对脚下的地球了解得还不够。中国地震局地震预测研究所副所长张晓东说，人类对地壳结构了解不够，这使得研究地震孕育和发生的规律以及突破地震预测的科学难题变得困难。

张晓东说，透明地壳是探索地下构造，特别是深、浅构造和主要地震带的断层活动习性，从而使地下变得清晰。这就像地球深部的CT，使看不见的地壳逐渐变得透明，然后就可以发现地震的准备和发生的规律。

CT是如何工作的，它是如何工作的？中国地震局地球物理研究所的研究员吴建平说，地震被认为是瞬间照亮地球内部的一束光。由于地球内部物质的物理性质不同，它们的密度、磁性、电阻率以及地震波通过时的传播速度和衰减特性也有所不同。地震波在地下介质中传播时会被反射、折射和传播。仪器将接收这些带有地球内部信息的信号。经过复杂的科学处理，它将获得地下结构的图像，包括地下三维介质的物理性质、电学性质和磁性。科学家可以在此基础上进行深入的地震科学研究。通过观察地震波沿不同传播路径的速度变化来获得地球内部结构图像的原理类似于医学中的CT成像。

在中国内陆，气枪震源用于激发水中的地震波，以获得地球内部结构信息和连续的高精度介质变化图像。目前，地震研究人员已经在全国建立了4个人工气枪震源实验基地，未来还将建立6个人工气枪震源实验基地。

透明地壳计划实施后，中国将在中国大陆建立一个地壳和地幔的三维精细结构模型，获得地壳介质物理性质随时间变化的图像，找出约200个活动断层空扩展和活动参数，并获得综合地球物理场和时间变化图像。

张晓东说，仅仅一个静态的透明地壳是不足以了解地下变化的，需要高密度的综合地球物理场动态观测结果。中国还将利用全球定位系统、水准测量、重力和地磁观测网络监测和获取中国大陆三维地壳运动图像以及地表重力场和岩石圈磁场变化图像，这将为预测强震中长期危险地点提供依据。

对地震发生的详细解剖增强了对强震准备和发生机制的科学认识。

透明地壳是剖析地震的基础。前者提供了一个大的地壳结构和构造背景。后者主要研究地震孕育机制，探索地震预测方法。当你去医院看医生时，医生可以根据检查胶片来分析病情。张啸东说道。

吴建平说，解剖地震计划的最终目标是对已经发生的地震进行详细解剖，对典型强震进行全面深入的综合研究，建立典型强震的科学样本。世界上大多数大地震属于板块边缘地震，而中国的许多大地震属于大陆内地震。强震的发震机制和前兆机制存在差异。解剖地震可以发展和提出适用于中国大陆强震发生的机制和模型。相关研究成果也可为中亚等大陆地震多发国家提供参考。张啸东说道。

世界主要国家都开展了区域动力模型建设和地震综合预报的研究。例如，通过25年的持续研究，美国已经建立了一个加州强震发生的概率预测和动力学模型。中国的地震预测研究始于1966年。经过多年的探索，我国发展了中国大陆地震活动块体理论，在川滇地震多发区建立了地震监测预报实验场。解剖地震计划完成后，中国将完成对海城、唐山、汶川和玉树地震的深入研究，并建立相关的地震孕育和发生模型，以增强对强震孕育和发生机制的科学认识。

我国对地球物理、大地测量学、地球化学、地质学等大量观测数据进行数据同化处理，根据以往研究成果和大震案例提取相关参数，构建地震孕育的物理过程，基于超级计算技术开发相关计算方法和软件库，开展地震数值模拟实验和测试，探索人工智能等新的地震预测方法。

张晓东表示，实施透明地壳剥离地震仍存在一些技术困难。例如，地球结构的探测精度与观测站的密度密切相关。一般来说，对探测目标的高精度精细探测需要较高的观测密度。目前，我国地震台阵探测站间距约为35公里。为了进行密集观测，获得更高的地壳结构分辨率，应增加台站的观测密度。此外，大地震样本较少，长期震例观测数据的分辨率、准确性、完整性和连续性难以满足研究需要。

建设国家地震科学中心显著提高城乡抗震能力

地震是地球演化过程中发生的自然现象。即使科学技术发展到能够准确预测未来地震的水平，人类也无法阻止大地震的发生。为确保人民生命财产安全，必须做好地震信息服务，提高地面建筑物的抗震能力。

以前，我们只能提供地震的时间、地点和震级的信息，通常被称为地震的三要素。现在我们还需要提供其他地震参数，如震源机制、地震矩、应力降、震源破裂过程等信息，为政府和公众提供参考。张啸东说道。

地震科技创新工程智能服务计划旨在提高我国地震信息服务水平。据报道，中国将建设地震科学大数据中心，从头到尾建设防震减灾信息智能服务系统，重构地震预警与快速报告、灾害评估与快速报告、地震区划精细化服务、建筑物抗震、地震科学知识普及、抗震救灾等信息的业务信息流程，生产相关服务产品，提高地震数据和产品的在线存储、计算和服务能力，实现信息资源集约化。

国家地震科学大数据中心将收集地球物理、地球化学、大地测量和地质学科的观测数据，形成全国统一、分布式管理、合作和共享的地震数据资源系统，为国防、核电、水利建设、主要城市基础设施和高速铁路安全服务。张啸东说道。

地震损失应该降到最低。当地震发生时，有必要避免损害，或者即使造成一定程度的灾害，也要具有高效率和可恢复性。因此，有必要了解地面建筑的结构特点，加强抗震能力的设计。有复原力的城乡规划旨在加固地面，确保重要建筑和生命线工程在强震后的短时间内恢复功能，并显著提高城乡地区的抗震能力。

据报道，中国将率先建设10个示范韧性城镇。科学评估全国地震灾害风险，采用和创新世界最先进的抗震技术，提高城乡可恢复性。同时，开展隔震减震技术、摇摆结构体系、自复位结构体系和可更换构件结构体系的研究，为困难城镇建设提供技术支持。

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