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　　編者按：

　　5·12汶川大地震給人們的生命財產(chǎn)帶來了巨大損失。痛定思痛，人們對與地震相關的科學問題異常關注。今天，本報以專集的形式，特別向讀者朋友摘要介紹一些專家學者研究探討地震防震的論文，以饗讀者。他們的論點和論據(jù)，本報既不肯定，也不否定，只求形成百家爭鳴的學術環(huán)境，普及防震抗震的科學知識，為進一步研討地震的形成及其危害，為更有效抗災減災提供可鑒思路。

　　核心提示：

　　利用變化磁場在地球內(nèi)部的電磁感應現(xiàn)象，是研究地球內(nèi)部電性結構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《地磁方法在地震預報中的應用》中提出了轉(zhuǎn)換函數(shù)法、空間相關和加權差分法以及加卸載響應比法等3種地磁預測方法。

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

　　這支地震地磁測量隊由安徽省地震局地震工程院的專家和技術骨干組成，具有精湛野外觀測技術和豐富現(xiàn)場工作經(jīng)驗。此次出征四川，測量隊將承擔對汶川縣以南東西500公里、南北700公里區(qū)域的地震地磁測量工作，負責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)部結構變化在地球磁場方面的變化，為下一步的地震科學研究提供地球物理場背景等基礎資料。同時，按照中國地震局指派，測量隊還將負責對統(tǒng)一調(diào)遣進入災區(qū)、來自四川等省的四支測量隊進行工作指導。

　　2008年4月29日，北京鐵道大廈。來自國家有關部委和研究機構的領導、專家等130余人，就我國地震電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星相關問題進行了分析研討。

　　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余年來最嚴重的一場地質(zhì)災害突然襲來———四川汶川發(fā)生8.0級地震。

　　地震給人類造成的災難是難以估量的，但地震預測長期以來都一直是一個世界性的科學難題。大量的觀測事實顯示，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的異�，F(xiàn)象。

　　地震前夕的地磁場異常變化

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

　　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？日本大阪大學研究小組近日通過對老鼠的實驗發(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站和空軍雷達站，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報地震

　　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、地球等天體運行有關的晝夜變化、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，由于地下應力作用，地下巖石的物理、化學性質(zhì)就要發(fā)生變化，從而導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，尤其從地下應力作用引起的地磁變化中，去尋找與地震有關的帶規(guī)律性的地磁變化異常，借以預報地震。

　　目前利用地磁預報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)測地震災害的手段之一。我國也非常重視利用衛(wèi)星預測地震。據(jù)了解，在“九五”期間，我國就開始了衛(wèi)星預報地震的研究和應用，并取得了初步成果。近日，中國航天報記者就地震電磁衛(wèi)星的研究發(fā)展情況，采訪了有關衛(wèi)星專家。我國有關專家認為，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)測試驗衛(wèi)星。在接受采訪時他指出，目前我國已建成了相當數(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)測臺還不能滿足預報需求。而在空間軌道運行的衛(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)信息強于地面的信息。利用衛(wèi)星實現(xiàn)空間電磁監(jiān)測，將有可能對地震預報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)測的熱和電磁效應的圖像，可能會有預報。”王希季認為。他表示，發(fā)展我國的地震電磁衛(wèi)星對地觀測技術，將空間手段與地基監(jiān)測相結合，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，為地震預測預報提供重要的科學判據(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應對當前地震災害的專題研討會。會上明確要求，要進一步加快包括地震電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星在內(nèi)的關鍵技術的攻關研制，不斷增強航天技術服務國家防災救災事業(yè)的能力。

　　相關鏈接前蘇聯(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)。因為地下核試驗產(chǎn)生的強震同樣會引起電磁異常。前蘇聯(lián)為了監(jiān)測有關國家地下核試驗的情況，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90年代初，在多年研究的基礎上，前蘇聯(lián)科學家提出建立地震前兆全球監(jiān)測衛(wèi)星系統(tǒng)的設想。該系統(tǒng)的目標是對特定地區(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小時做出預報。按照科學家們的設想，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)測得到的信息相結合進行地震預測。但是由于前蘇聯(lián)的解體和俄羅斯經(jīng)濟實力的下降等原因，該系統(tǒng)建立進程緩慢。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的電離層變化信息，探索地震預報信息和預報技術，研究與地震、火山和其他大規(guī)模的自然災害有關的電離層、電磁和等離子體變化等前兆。

　　數(shù)顆衛(wèi)星太空運行

　　多個國家開展研究

　　從上世紀90年代初開始，法國、美國、烏克蘭等國家也著手進行地震電磁監(jiān)測衛(wèi)星相關研究。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系機理，預測地震活動。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、火山相關的電離層變化，研究與人類活動有關的電離層活動及引起電離層變化的機理等。

　　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)測并且預報地震的方法無疑為人們提供了新的預報的依據(jù)。專家稱，雖然利用地震電磁衛(wèi)星預報地震目前還處于“探索階段”，但是這一方法已得到了許多科學家的認同。未來，隨著科技水平的提高和科學研究的深入，地震電磁衛(wèi)星有望在地震預測中發(fā)揮重要的作用。

　　延伸閱讀

　　俄專家稱“太空預測法”可更精確預測地震

　　據(jù)中國網(wǎng)援引國外消息，關于預計將會發(fā)生的災難的地點甚至日期，太空遙感技術能提供更精確的數(shù)據(jù)。因此，從太空進行地震預測更加容易，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天預測地震的發(fā)生。

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

　　強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非常復雜的任務，包括對可能發(fā)生地震的地區(qū)進行不間斷衛(wèi)星監(jiān)測，以及進行有規(guī)律的基線研究，因為基線變化可能預示著地震即將發(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家們所愿。