天文光学仪器CCD天顶筒
京津唐张地区4级以上地震[DiZhen]预警系统示意图

　　□晚报(微博)记者 俞陶然 报道

　　有效的地震[DiZhen]预警系统，对保护人们的生命财产安全有着重要意义。昨天，记者从中科院上海天文台获悉，该台研究员李正心经过近20年研究，与合作者一起提出一种新的地震[DiZhen]预警方法，这种方法的有效性已得到京津唐张地区12年来测量结果的证实，相关论文即将发表在地震[DiZhen]学核心期刊《地震[DiZhen]学报》上。

　　地下[DiXia]物质[WuZhi]或引发内陆地震[DiZhen]

　　据李正心的合作者、上海天文台研究员平劲松介绍，科学界对地震[DiZhen]的成因问题有很多争论，被人们广泛接受的成因源于 “板块构造学说”，该学说认为地球六大板块的相互碰撞、挤压，是地震[DiZhen]发生的主要原因。但不少科研人员指出，我国大陆地震[DiZhen]高发区域，如京津唐张地区、西南地区都不处在板块交界处，那这些地震[DiZhen]的成因是什么呢？

　　上世纪70年代，国际地震[DiZhen]学界提出新的地震[DiZhen]成因理论，认为地球的地幔层分布着很多巨大的 “地幔柱”，柱子里流动着很多高温高压的物质[WuZhi]，这些地下[DiXia]物质[WuZhi]如果朝地表方向涌动，到达地壳层时就可能引发地震[DiZhen]。一些地震[DiZhen]学家认为，我国内陆地震[DiZhen]的主要成因，很可能就是这类地下[DiXia]物质[WuZhi]造成的。

　　根据这一科学假说，现已年过七旬的李正心从20年前起，研究京津唐张(北京、天津、唐山、张家口)地区的历次地震[DiZhen]与地下[DiXia]物质[WuZhi]的关系。李正心告诉记者，地下[DiXia]物质[WuZhi]的测量可以借助天文学仪器。当大量地下[DiXia]物质[WuZhi]向地表方向涌动时，地壳附近的物质[WuZhi]质量就会增大，地面重力场也就随之增大。而重力测量，正是天文学仪器“CCD天顶筒”的一项本领，将这种长1—1.5米、20厘米口径的光学仪器对准天空，它会接收星星发出的光线，测算出所在区域的地面铅垂线方向，即重力方向。当地下[DiXia]物质[WuZhi]涌上来时，该区域的重力方向会因重力场变大而发生偏斜，CCD天顶筒便能据此测算出地下[DiXia]物质[WuZhi]距地表的深度。

　　应设“天文—重力观测网”

　　从1987年到1998年的12年间，建立在京津唐张地区的重力网做了46期观测。利用这些观测结果，李正心等人发现，震级在4.0级以上的历次地震[DiZhen]发生前后，都存在着地下[DiXia]物质[WuZhi]明显的升降活动——在地震[DiZhen]发生前的一段时间里，重力网都观测到了有大量地下[DiXia]物质[WuZhi]向上涌动，而在地震[DiZhen]发生后，地下[DiXia]物质[WuZhi]总会向下回落。

　　他们还发现，发生4.0级以上地震[DiZhen]时，各地的地下[DiXia]物质[WuZhi]深度是不同的，北京市区的地下[DiXia]物质[WuZhi]深度通常为17公里，北京怀柔的地下[DiXia]物质[WuZhi]深度为4公里，而唐山的地下[DiXia]物质[WuZhi]深度为7公里。这种差异，很可能是由于各地的地壳深度不同造成的。 “有了这些数据，我们就可以划定这些地方的‘地震[DiZhen]预警线’。”李正心说，当唐山市的地下[DiXia]物质[WuZhi]深度为30公里时，观测网会显示“平安无事”；当地下[DiXia]物质[WuZhi]的深度在不断减小，并接近17公里时，观测网就会发出预警。

　　此外，研究发现，北京怀柔地下[DiXia]物质[WuZhi]的质量与地震[DiZhen]震级显著相关，观测网可以通过测量地下[DiXia]物质[WuZhi]的质量，估算出将要发生的地震[DiZhen]震级。

　　正因为京津唐张地区的地震[DiZhen]与地下[DiXia]物质[WuZhi]升降状况的 “惊人吻合”，李正心认为，利用CCD天顶筒和重力网，可为我国内陆地震[DiZhen]做出有效的预警。他建议，在我国华北、西南等地震[DiZhen]多发地区布设大规模的“天文—重力观测网”，每20—30公里设一个观测点，并设若干个流动观测点，每两三个月测量一次地下[DiXia]物质[WuZhi]的变化情况，为我国地震[DiZhen]的中期预报提供有价值的信息。

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