【壯麗70年 奮斗新時代·蹲點筆記】探尋地震孕育的奧秘

2019-07-16 15:51:14 來源:中國經濟網-《經濟日報》 記者:郭靜原 
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  北京國家地球觀象臺作為我國自行建設和管理的第一座現代意義上的地震觀測臺站,是集地球物理場野外觀測、觀測技術研發與質量檢測、國際科技合作基地、科普與培訓園地為一體的綜合性科學觀測研究站,其發展歷程和取得的顯著科學成就是我國防震減災事業發展的一個縮影。

  6月17日22時55分,四川宜賓市長寧縣發生6.0級地震。應急管理隊伍第一時間集結馳援災區;有關地震的權威判定和辟謠信息及時而廣泛推送;“愿四川災區同胞平平安安”的網絡熱搜話題寄托了全國人民的牽掛和祝福——一系列完備及時的地震應急舉措讓人們“心安”。

  眼望江山如畫、萬木蔥蘢的地球,遼闊的土地上綿延著生生不息的生命贊歌。然而,地震災難就像自然界里的一頭猛獸,每當它咆哮時,都會造成人民生命財產的巨大損失。

  1955年,北京國家地球觀象臺在京郊溫泉鎮上的白家疃村拔地而起。它的建立翻開了我國地震探測科技發展的新篇章,見證了我國防震減災救災事業在風雨砥礪中奏響的時代凱歌。

  抗戰烽火中的堅守

  北京西山,林海莽莽的鷲峰森林公園內,掩映著一幢銀灰色小樓,正門一側掛有“地質調查所鷲峰地震研究室”的牌子。小樓前還佇立著一座儀態莊重、惟妙惟肖的半身銅像,引人注目。這是誰的銅像?銅像與這座簡潔、樸素的小樓之間存在怎樣的關聯?一切還要從上世紀20年代的中國說起。

  我國是一個地震頻發的國家,但由于當時正處于內憂外患的困境之中,地震觀測與研究水平十分落后。1920年,寧夏海原發生8.5級大地震,地震災區的慘烈景象,對趕赴現場開展災情調查的地質調查所所長翁文灝觸動極大——他萌發了要建立地震臺的想法,隨后得到熱情于科學事業的北平大律師林行規的鼎力支持,主動提出把自己鷲峰別墅旁的空地和幾個房間無償捐贈,用作建造地震臺之用。

  海原地震10年后,青年學生李善邦在恩師、我國物理學一代宗師葉企孫先生的舉薦下,應翁文灝的邀請,在鷲峰創建了中國人自行建設和管理的第一座地震臺。為了更快掌握地震監測知識和技能,李善邦先后到日本、德國學習前沿的地震監測技術。1930年9月20日,我國首個地震監測記錄在鷲峰地震臺誕生,這標志著中國地震事業正式揚帆啟航。

  在那個兵荒馬亂的年代,地處半山腰的鷲峰地震臺基礎設施落后,根本不能通電。火苗如豆般的煤油燈下,只聽見山風呼嘯。李善邦就在這樣艱苦的條件下堅持觀測了7個寒暑。

  7年中,鷲峰地震臺共記錄到2472次地震,并與國外50多個地震研究機構開展資料交換和學術交流。不論從儀器設備、管理水平、記錄質量還是數據分析,鷲峰地震臺都達到了當時世界一流水平。

  1937年,抗日戰爭全面爆發,鷲峰地震臺的監測工作被迫停止。李善邦輾轉來到重慶,克服重重困難,于1943年研制成功我國第一臺現代地震儀——霓式地震儀,并在戰火硝煙中堅持地震觀測和研究。新中國成立后,霓式地震儀升級為“五一式”地震儀,裝備在我國黃河流域布設的20多個地震臺,成為我國地震臺網的雛形。

  1955年,為迎接兩年后的國際地球物理年,地震臺在北京西郊白家疃得以重建,后演化為今天中國地震局地球物理研究所下屬的北京國家地球觀象臺。在積極參與國際地球物理年科學活動之際,觀象臺又在開展地震監測的同時增加地磁觀測。

  2002年9月28日,在紀念“李善邦先生100周年誕辰”之際,其銅像被中國地震學界豎立在鷲峰地震臺那幢銀灰色小樓前。

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北京國家地球觀象臺辦公區域。 (資料圖片)

  朝數字化時代邁進

  古人通過“夜觀天象”探得先兆。可上天容易入地難。“我們必須借助專業儀器,才能探測到來自地球深部的信號。裝備了各種地球物理儀器的地震臺站正是獲取地球內部訊息的前沿哨所,為地震研究提供一手的觀測資料。”北京國家地球觀象臺副研究員王紅強自豪地說,觀象臺屬于綜合性觀測臺站,16套觀測儀器日夜不停地監測地球動向。

  殘酷的地震從不等待人類的點滴進步。1966年3月,河北邢臺先后發生6.8級和7.2級兩次強烈地震,黨中央和國務院十分關心震情與災區人民生命財產安全,地震臺站建設由此起步。

  1971年,在剛成立的國家地震局領導下,分兩批建設了北京、佘山、昆明等24個國家基準臺,形成當時的國家地震臺網。“一旦發生地震,臺站人員快速處理,將有關數據上報國家地震局分析預報中心值班室。震情值班室承擔著當時大陸5級以上與國外7級以上地震速報,震情信息直接報送國家地震局。”地球物理所研究員劉瑞豐說。

  上世紀90年代,剛分配到北京國家地球觀象臺工作的朱占斌經歷過舊時模擬記錄地震圖洗相、更換記錄圖紙、用磁帶或膠片保存數據的階段。他曾24小時值守在臺站監測地震,警報一旦響起,必須即刻處理。“現在,大大小小的地震都可以通過電腦、手機直接速報,科技的發展已然改變生活。”

  改變,得益于國際合作數字地震臺網的建設。地球物理所研究員周公威說,我國數字地震觀測技術開發始于20世紀70年代后期,計算機的廣泛應用極大提高了地震觀測質量,使大家以前所未有的效率獲取與分析處理海量信息,增進對地球內部結構的認識。

  為建立可用于多種科學研究目的的全國性高質量數字地震數據庫,1982年,國家地震局做出建設中國數字地震臺網的決定,北京國家地球觀象臺成為第一批進行數字化建設的臺站。此后,乘著數字化改革的春風,觀象臺從眾多臺站中脫穎而出,成為行業領頭兵:我國第一座數字化地震臺(1986年)和數字化地磁臺(1997年)、保存有長期連續的地球物理觀測數據、制定了我國面波震級標準、建立了我國地磁測量實用標準。

  中國地震局地球物理所研究員鄭重介紹,數字地震臺網建設與傳統的機械感應式和模擬記錄儀器相比,能大幅提升地震震級監測范圍和精度。

  “九五”期間,我國開始成規模推動地震數字化觀測。2000年前后,我國建成了由47個國家數字測震臺和33個有人值守臺組成的國家數字地震臺網。中國數字地震臺網與前兆臺網運行及連續率和技術能力總體達到國際同類臺網先進水平,標志著我國地震臺網數字化時代的到來。

  預警能力顯著提升

  中國地震局地球物理所研究員潘華介紹,地震安全服務可以說是伴隨著共和國一起成長,經歷了70年的光輝歷程,“經過一代又一代人的努力,越來越多的人意識到,合理的抗震設防標準、有效的抗震設計和施工是防御和減輕地震災害損失的有效途徑”。

  1957年,以李善邦為首的編圖組與蘇聯專家合作完成了新中國第一代地震區劃圖的編制工作,填補了當時我國對國土地震危險性評價的空白。“1978年起,各版建筑抗震設計規范,以及各行業的抗震設計規范均以現行地震區劃圖銜接,從而在法規層面上使國土地震安全有了保障。”潘華說。

  直到2015年,由中國地震局地球物理所高孟潭研究員主編的我國第五代地震區劃圖,徹底取消不設防地區。以此為據,中小學校舍安全工程和農村民居地震安全工程在全國鋪開,抗大震救大災能力明顯提升。

  黨的十八大以來,我國地震臺網建設也更趨科學規范。2017年,《中共中央國務院關于推進防災減災救災體制機制改革的意見》要求在全國構建地震烈度速報與預警觀測網絡。目前,正在實施的國家地震烈度速報與預警工程將在全國建設超過1.5萬個臺站。

  “發生地震后,公眾感受到房屋搖晃,掏出手機來看看微博便知道發生了多大地震,這是現在地震速報的狀態。而我們正在做的地震預警又是什么樣?是大家還沒感到搖晃的時候,手機提示已經到達。”中國地震臺網中心地震臺網部主任黃志斌解釋稱,地震預警系統正是利用電磁波和地震波的時間差,讓信息流“跑贏”地震波,提前幾秒到幾十秒向震中周邊民眾及時發出提醒,搶出寶貴時間完成緊急避險。

  重大工程項目令人期待。國家地震烈度速報與預警工程計劃于2022年完成建設,將在華北地區、南北地震帶等6個重點地區實現地震預警能力,并率先向中小學校等3000多個示范用戶發布預警信息。

  近年來,我國地震災害防御能力有了質的飛躍,高孟潭對此深有感觸,“地震科技的發展已為數以萬計重大建設工程提供了抗震設計必須的地震輸入參數,為數以百計的城鎮防震減災工作提供更加精細的地震震動參數、活動斷裂分布和地震地質災害預測成果,防震減災能力提升效果顯著”。(經濟日報-中國經濟網記者 郭靜原)

(責任編輯:劉江

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