从点到网,中国地震监测是这样发展的
  • 来源:科普时报
  • 2023-11-29 14:23

文/图 张九辰

近日,冰岛地震活动显著增加,引发人们广泛关注。

其实,中国也是地震灾害多发区,地震次数占全球大陆地震的三分之一。20世纪初,中国大陆进入地震活跃期,造成万人以上死亡的强烈地震有近10次。掌握地震分布规律甚至提前预警是人类的长期梦想。从现代地学创建之初,中国学者就通过震区考察、建立地震监测台站、整理历史文献等多种途径收集地震数据,以便研究地震的分布规律。

图为李善邦之子李建荣捐赠的霓式地震仪复制品。(图片由李建荣提供)

地震观测引发国际关注

1913年底,云南峨山发生7.0级地震,相关部门派员前往灾区考察,这是中国首次以政府名义委派的地震考察。1916年,中国地质调查所成立,第二年安徽霍山发生强震,该所派员赴灾区考察,同时印制调查表寄交安徽及周边各省。通过现场考察,并结合调查表收集的地点、时刻、烈度、方向等数据进行分析,该所在当年《农商公报》上发表了调查报告。

1920年,甘肃海原发生20世纪破坏性最大的地震。中国地质调查所所长翁文灏带领农商、内政、交通、教育四部门组成的考察队前往灾区。通过考察,翁文灏将断层与地震灾害联系起来,开辟了地震地质研究的新方向。8年后,中国地质调查所开始筹建地震研究室。鹫峰地震台于1930年建成,并配置了当时最先进的地震观测仪器。

设备问题容易解决,人才培养才是关键。鹫峰地震台从1930年开始记录,到1937年抗日战争爆发,不间断地记录了2472次地震,并编辑成《鹫峰地震月报》与世界各地震监测台站交换。当时亚洲地区的地震监测台站很少,鹫峰地震台的观测引起了国际同行的关注。这背后,毕业于东南大学物理系的李善邦功不可没。

抗日战争爆发后,中国地质调查所迁往重庆,但观测仪器无法南运。李善邦等人于1939年开始自制地震仪,最终于1943年研制成功。为了“纪念我国首次以科学方法研究地震之学者翁咏霓(即翁文灏)先生,谨名曰:霓式地震仪”。1944年,中国大陆地区再次进入地震活跃期,该仪器自1943年至1945年共记录微震百余次,最远的一次来自6700多千米之外的土耳其。

利用历史文献推算地震烈度

预知未来灾害走向,需要时间跨度大且内容丰富的观测资料。中国有着五千年的文明史,利用历史文献分析灾害周期,是寻找地震发生规律的可行途径。翁文灏赴安徽考察后着手查阅历史文献,他从历史文献的3000多次记载中分析地震的分布,并根据地质构造的特点推算地震中心带。

大规模历史地震资料的整理,始于新中国成立初期。1953年中国开始实施第一个五年计划,苏联专家来华指导工程建设。按照苏联的经验,建设之前要有抗震设防的地震烈度资料。此时地震监测台站为数不多、观测时间又短,无法满足需求。

在专业人才少、服务于工程建设水平不高、地震资料不足的条件下,收集地震烈度资料相当困难。利用历史地震资料破题,成为解决工程建设燃眉之急的有效途径。一项需要长期积累的资料收集与整理工作,变成了需要在短期内完成的紧急任务,中国学者不得不另辟蹊径。

中国科学院于1953年成立了地震工作委员会,聘请地震、地质、地理、历史、古建筑、土木结构等学科的专家,利用中国历史材料编制地震烈度资料。1956年,《中国地震资料年表》出版,该年表的完成不仅对地震烈度鉴定和地震区划起到了应急作用,而且对于地震科学研究有着重要意义。后来编制的地震目录、各地方志的地震篇和历史地震资料等,均是在《中国地震资料年表》的基础上增删而成。

中国地震预报事业诞生

20世纪60年代频发的破坏性地震,催生了中国的地震预报事业。1966年,河北邢台发生6.8级地震,科技人员奔赴灾区。与此同时,震区人民自发组成观测小组监测异常现象,并与专业队伍形成了“以防为主,专群结合”的地震预报体系。

邢台地震之前,地震资料的收集整理主要由中国科学院承担,此后地质、石油、测绘等部门也参与其中。1967年,河北河间发生6.3级地震;1969年,渤海发生7.4级地震;1970年,云南通海发生7.8级地震;1976年,河北唐山发生7.8级地震……不断发生的强震引起了中央政府的高度重视,于是中央地震工作小组、国家地震局等领导机构先后成立。

在以预防为主的工作方针指导下,了解并掌握震前异常现象成为解决问题的途径。为了尽快收集资料,全国范围内快速建立起十几万个地震群测群防站点,同时采用广播、电影、海报、手册、展览、培训班等形式普及地震科学知识。群测群防站点普遍采用了土地电、土地磁和土地应力(以下简称“三土”)的观测手段。

唐山地震之后,中国步入地震平静期。随着改革开放,地震监测与灾害防治开始了体制改革。多数“三土”仪器由于精度低、所得数据价值有限而被淘汰。此后,国家大力推动专业地震台网建设,目前500多个专业地震监测台站覆盖全国各地,为地震预警、监测和预报提供了基础数据和技术支持。

(作者系中国科学院自然科学史研究所研究员)

责任编辑:陈杰
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