盡管地震的發(fā)生突如其來，瞬間即逝，但它巨大的力量則是聚集而成的，只是聚集的過程十分緩慢，又發(fā)生在地殼之下，很難被人們直接觀測到和作出精確的判斷，地震的預(yù)測也因此變得十分困難。現(xiàn)有的方法很難精確地預(yù)測地震，例如美國地質(zhì)勘探局對舊金山海灣地區(qū)的地震預(yù)測依據(jù)來自地質(zhì)學(xué)資料的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)模型的模擬結(jié)果，它們的確立是建立在對該地區(qū)地震史的研究之上的，科學(xué)家據(jù)此得出的結(jié)論是，在未來30年內(nèi)，該地區(qū)將發(fā)生6.7級以上地震的可能性為62%。顯然，這樣的模糊預(yù)測很難為實(shí)際決策提供有力的依據(jù)。
不過，這樣的狀態(tài)可能會在將來得到改變，而地震衛(wèi)星技術(shù)就是促其改變的重要手段之一。作為一種正在探索之中的地震監(jiān)測預(yù)報(bào)技術(shù)，地震衛(wèi)星將在地震監(jiān)測預(yù)報(bào)中發(fā)揮重要的作用。
衛(wèi)星預(yù)測地震的方法有好多種，它們顯示了預(yù)測地震先兆的巨大潛力。使用一種名為數(shù)據(jù)融合的方法，科學(xué)家可將兩幅拍攝于不同時(shí)間的地質(zhì)構(gòu)造帶上的衛(wèi)星雷達(dá)圖像重合起來。其結(jié)果是，他們能發(fā)現(xiàn)地殼表面上出現(xiàn)的任何細(xì)微變化，這種方法被稱為干涉測量合成孔徑雷達(dá)技術(shù)，簡稱InSAR。這種技術(shù)的靈敏度極高，哪怕地表的移動每年只發(fā)生了一毫米也能被偵測出來。InSAR使科學(xué)家獲得了對大地前所未有的觀察能力，所以因應(yīng)力作用而反應(yīng)在地表上極其細(xì)微的變化也很難逃過他們的眼睛了。
美國將用20年時(shí)間布設(shè)一個(gè)全球衛(wèi)星網(wǎng)，這個(gè)簡稱GESS的全球地震衛(wèi)星系統(tǒng)的任務(wù)是監(jiān)測全球地震帶上的地表變形情況，從而發(fā)現(xiàn)地震前可能出現(xiàn)的地殼變形征兆。這個(gè)系統(tǒng)包括兩顆軌道高度為1000公里的低軌衛(wèi)星、一些中軌衛(wèi)星和定點(diǎn)衛(wèi)星。通過使用InSAR數(shù)據(jù)，科學(xué)家將最終能對某個(gè)特定地震帶下地殼應(yīng)力聚集程度作出判斷，從而作出一種按月發(fā)布的“危險(xiǎn)評估”。地震學(xué)家將來也許能夠發(fā)出比現(xiàn)在更加精確的預(yù)報(bào)。
奇怪的熱異常現(xiàn)象
另一種使用紅外輻射的衛(wèi)星地震預(yù)測技術(shù)也同樣深受科學(xué)家們的青睞。20世紀(jì)80年代和90年代，我國和俄國的科學(xué)家在研究亞洲地震時(shí)都注意到了一種奇怪的熱異常現(xiàn)象。1998年1月10日，我國河北省張北、尚義縣境內(nèi)發(fā)生6.2級地震。在地震發(fā)生前，熱傳感器測出地表的溫度出現(xiàn)明顯變化，其幅度達(dá)到6攝氏度~9攝氏度，這一現(xiàn)象使科學(xué)家堅(jiān)定了使用測溫技術(shù)預(yù)測地震的信心。而使用裝配著紅外輻射照相機(jī)的人造衛(wèi)星則可以通過偵測紅外輻射從太空上監(jiān)視地表上的熱點(diǎn)，其監(jiān)測范圍很廣，精確度很高。2001年1月26日，印度西部的古加拉特邦發(fā)生地震，由熱異常顯示的警告在這次地震發(fā)生前夕就出現(xiàn)了，科學(xué)家在衛(wèi)星收集的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了這一異常現(xiàn)象。在這次地震前，該地區(qū)溫度升高了4攝氏度。
是什么因素導(dǎo)致了在高壓下的巖石散發(fā)出熱量呢？沒有人能作出肯定的答復(fù)，而來自巖石間相互摩擦的熱量并不會顯示這種類型的紅外線光譜。科學(xué)家將一塊花崗巖放在1500噸的壓力下以模擬地表幾公里之下的環(huán)境，高靈敏度的攝像機(jī)和監(jiān)控裝置探測到了預(yù)計(jì)中的紅外輻射。與此同時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)在巖石的表面產(chǎn)生了電壓，這使得科學(xué)家們相信那些輻射是與電流有關(guān)的。
在一般情況下，巖石是絕緣體，然而當(dāng)處在巨大的壓力之下時(shí)，它們有時(shí)會變成半導(dǎo)體。巖層承受足夠大壓力之后會產(chǎn)生電流，變成一個(gè)蓄電體，那些電流通過地層傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地方，這個(gè)過程使得巖石產(chǎn)生了紅外輻射。這個(gè)理論已被一些實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，而有關(guān)地震來臨前的怪異現(xiàn)象，如天空中的莫名光亮、人體暈眩、動物反常舉動、水位變化等或許可以用這個(gè)理論來解釋。
地球磁場與地震
在巖石上的電流也許還能解釋另外一種奇異的現(xiàn)象，科學(xué)家偶然發(fā)現(xiàn)在大地震到來前地球磁場會產(chǎn)生一種細(xì)微而緩慢的波動。1989年，美國發(fā)生洛馬-普雷塔(Loma Prieta)大地震，地震震級為7.1級，約62人死亡，超過3700人受傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)60億美元。在地震發(fā)生的前兩周，磁力計(jì)記錄下了低頻磁信號一下子猛升到正常水平的20倍，而在地震發(fā)生的前一天，這個(gè)數(shù)值又有了攀升。
同樣，這些低頻磁信號是如何發(fā)生的，人們也沒有一個(gè)確切的解釋，不過它們可以用來預(yù)測地震。科學(xué)家相信這種微弱磁信號能被地球上空的低軌衛(wèi)星探測到。他們決定研制一種使用磁力計(jì)在太空中監(jiān)測低頻磁信號的衛(wèi)星。事實(shí)上，地面?zhèn)鞲衅饕呀?jīng)在偵測這種信號了，因?yàn)槭褂眯l(wèi)星具有明顯的優(yōu)勢：它可以覆蓋更廣闊的地區(qū)。2003年6月30日，一顆地震預(yù)測衛(wèi)星被送入高度約600公里的環(huán)地球軌道。科學(xué)家相信，由地表產(chǎn)生的低頻磁信號穿過平流層和電離層后足以達(dá)到那樣的高度。
科學(xué)家承認(rèn)，不論是使用InSAR技術(shù)，借助紅外輻射偵測熱源，還是探測低頻磁信號，使用衛(wèi)星預(yù)測地震還有很艱難的道路等待著人們?nèi)グ仙妫S著新技術(shù)的逐步發(fā)展，這種建立在新興前沿科技基礎(chǔ)之上的地震預(yù)測技術(shù)一定會有[NextPage]越來越廣闊的前景。
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