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危难时刻 急需科学仪器大展身手

近日，四川九寨沟的地震消息牵动着亿万华夏儿女的心，在自然灾害面前，方知人类的渺小。可是也正是在灾难面前，更加凸显人类的伟大。灾难时刻，更是需要科学仪器大展身手，助力人类防灾救灾。

众所周知，地震是地壳的一种运动形式。但是，地壳为什么会运动，是怎么运动的，为什么会产生象地震这样的运动？几千年来经过人类不断探索，现代科技尽管已经相当发达，但是地震规律依然是一个未解之谜。中国位于世界两大地震带――环太平洋地震带与欧亚地震带之间，受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压，地震断裂带十分活跃，大大小小分布几十条地震带。并且地震活动频度高、强度大、震源浅，分布广，可以说是一个震灾严重的国家。伴随着大地震往往还会引起山体滑坡、崩塌、液化等现象。虽然避免不了地震的发生，但是对地震的监测，其重要性不言而喻。

很多人都知道地震前会有一些征兆，有谚语云：井水是个宝，前兆来得早。主要是指地下水有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、泉源突然枯竭或涌出等异常。许多气球动物的某些器官感觉特别灵敏，它能比人类提前知道地震的发生，例如：牛羊骡马不进厩，猪不吃食狗乱咬。鸭不下水岸上闹，鸡飞上树高声叫。

当然，除却这些直观现象，重要的是科学的监测方法。目前专业的地震监测技术主要是靠地震台站借助精密的监测仪器，如水位仪、地震仪、电磁波测量仪、质子磁力仪等，用来监测地震微观前兆信息。因为震前，岩体在地应力作用下，在应力应变逐渐积累、加自从1903年美国人赖特兄弟发明的世界的首架飞机用了少许铝以来强的过程中，会引起震源及附近物质发生如地震活动、地表的明显变化以及地磁、地电、重力等地球物理异常。对这些地球物理异常进行密切监测，可以有效预测大地震的发生。

例如，位于北京昌平地震台的“万宁仪器室”里摆放着大小十多台仪器，大的似大容量冰箱，小的似微波炉。有实时监测砂层应力变化的砂层应力仪和监测地磁场变化的质子磁力仪，前者是“形变观测”的仪器，后者是“电磁观测”仪器的代表。质子磁力仪利用静态激发质子在地磁场内的拉莫尔进动效应测量磁场，可以用来地震前兆监测，火山观测以及其它环境及灾害地质工作。还有“井下摆地震计”，主要是进行震后地震能量大小阳极铁含量较2016年下降了90ppm的评估，帮助确定地震震级。

地震仪是记录地震波的仪器，它能客观而及时地将地面的振动记录下来。其基本原理是利用一件悬挂的重物的惯性，地震发生时地面振动而它保持不动。由地震仪记录下来的震动是一条具有不同起伏幅度的曲线，称为地震谱。曲线起伏幅度与地震波引起地面振动的振幅相应，它标志着地震的强烈程度。从地震谱可以清楚地辨高聚物的拉伸实验和拉伸行动别出各类震油画瓷片波的效应。纵波与横波到达同一地震台的时间差，即时差与震中离地震台的距离成正比，离震中越远，时差越大。由此规律即可求出震中离地震台的距离，即震中距。地震仪只能用于测量地震的强度、方向，并不能用于预测地震。由东汉时期天文学家张衡发明的地动仪，是世界上的第一架地动仪。虽然只是记录了地震的大致方水晶瓷片向，而非记录地震波，相当于是验震器，而非真正意义上的地震仪。但是开创了人类使用科学仪器测报地震的历史。

除此之外，GPS站点织就的监测也发挥着重要作用。GPS不仅可以提供定位与导航，在监测地震与板块运动中还有特殊用途，在地表建立起GPS监测台站接收并分析GPS卫星发来的信号，可以非常精确地得到地表这一点的地理坐标，这个精度可以精确到几毫米的范围，相当于一根筷子的粗细，连续多年不间断监测就可以得到这一点在地表非常精确的运动速度，在一个地区建立较多这样的GPS监测台站就可以得到一个综合的地壳形变速度场，通过研究地壳形变与地震孕育发生之间的关系为地震监测预报服务。

如今，随着我国科研水平不断提升，大型仪器设备不断被研制出来，对地震的监测逐步向科学化、规范化、现代化和自动化方向发展，并实现了地震观测技术由模拟向数字化的换代，使地震检测预报能力和水平跃上新台阶。此前的山体滑坡到如今的地震灾害，灾后救援工作的开展都离不开有效的灾情监测分析系统。高分辨率影像设备不仅保障救灾队伍不受余震、滑坡等后续灾害的影响，也为其更好地掌握灾情并做出相应的措施提供技术支持。近日，中科院遥感地球所完成的四川九寨沟震区卫星数据接收，获取全色遥感影像，实时监测滑坡等灾害的发生。