如果把地球比作人体,那么目前人类对于地球的掌握,体内很多器官的精细化了解程度还不深。江苏省地震局联合南京大学地球科学与工程学院,已启动“透明南京”计划,通过布设密集地震台阵,可以获得南京地壳浅表3-5km左右的精细三维结构、沉积层信息、断裂带特征等,相当于通过聆听浅表层大地的“心率”,获取地球浅表较为详细的信息。从而为南京市城市规划、建设韧性城市、智慧城市等提供依据。
236套仪器组成密集地震台阵聆听大地“心率”
目前江苏地震局已选取南京市栖霞区、六合区部分地区作为“透明南京”示范区,跨长江南北约30km、东西约10km的范围内布设了由236套仪器组成的密集地震台阵。“这个区域从幕府山,跨长江,再到江北的沉积盆地,有低山丘陵、有长江穿过,有幕府山—焦山断裂带,区域地质构造环境比较复杂。”江苏省地震台台长郑江蓉告诉记者。
这个3-5km的浅表地壳探测到底可以干什么呢?江苏省地震局信息中心主任孙业君说,这其实就像给大地背上一个24小时动态心电图监测“盒子”,通过传回的“背景噪声”,探索哪里有地热资源、哪里是断裂带、沉积层多厚、断层多深等,可以为城市开发地下空间、探查地下资源,建设韧性城市(指城市能够凭自身的能力抵御灾害,减轻灾害损失,并合理地调配资源以从灾害中快速恢复过来的能力)等提供依据。背景噪声一直以来都是被“忽略”的存在,但随着地震科技的发展,当今我们已经可以通过聆听这些来自地下的“背景音”,来探索地球的“冰山一角”。
年底前将获得南京地壳浅表相关信息
扬子晚报记者获悉,密集台阵由面状观测台阵和线状测线两部分组成,其中,面状观测台阵:长江以南1km点/线间距,长江以北2km点/线间距。同时跨焦山-幕府山断裂布设了一条800m的线状测线,点间距30m,并进行了震源车主动源P波、S波震源激发。目前已经获取了20天的背景噪声数据,并得到了焦山-幕府山断层浅层勘探结果,下一步将开展数据处理、结构成像以及制作三维可视化模型等工作。预计2023年底前,基于密集地震台阵,获得南京地壳浅表3-5km的精细三维结构、沉积层信息、断裂带特征等。
除了利用“背景噪声”,还可以通过天然震源和人工震源来获取地球深部信息。由于南京附近天然地震相对较少,依靠震源车也可以来探测我们脚下的“未知世界”。震源车激发的能量很小,不会对地面造成任何影响,而回传的信号却可以给人们带来很多信息,它可以用来探测断层的特征,有助于帮助人类防范地震灾害风险。
据了解,这项技术目前在雄安新区、大湾区等已有较为成熟的应用。而江苏地震人情怀满腔,自筹经费,将此技术运用在南京。
小贴士>>>制造地震,探索地球内部
人类可以通过制造地震探索地球内部:因为地震波是唯一能穿透地球深部的波动。利用人工震源主动向地下发射地震波就成为了进行地下介质变化监测的主要手段。
1968年,气枪震源横空出世。它的原理是在水体中释放高压空气,引起有限水体的震荡,巨大的水体敲击地面激发向外传播的地震波。不过,气枪震源广泛应用于海洋,从未在陆地使用过。
进入21世纪,我国科学家开始尝试将气枪震源引入陆上探测。从2006年开始,我国已建成了新疆乌鲁木齐、云南大理、福建厦门、甘肃祁连山、陕西宝鸡等水中气枪发射台。如果在全国建立十几个激发地震波的气枪发射台,可以对中国大陆进行长期持续的大尺度覆盖探查,进行区域大尺度结构探测和构造活动区的地震危险性监测。