創(chuàng)建地球深部的虛擬地震計(jì)*

通過分析地震波的傳播記錄不僅可以描述地震的特征，還可以得到地球的內(nèi)部影像。然而，全球固定地震臺(tái)陣多分布于陸地，深海中很少。這就限制了地下圖像的分辨率，并使得具有重要地質(zhì)和構(gòu)造意義地區(qū)(如大洋中脊、青藏高原等)的實(shí)地測(cè)量資料相對(duì)較少。

2009年8月30日，Nature Geoscience［2009(2):700-704］發(fā)表了英國愛丁堡大學(xué)(University of Edinburgh)Andrew Curtis等的一篇文章，題為“源于地震干涉的地下虛擬地震計(jì)”(Virtual seismometers in the subsurface of the Earth from seismic interferometry)。該文稱地球深部發(fā)生的地震可以被用作虛擬地震計(jì)。

在通常情況下，從每兩個(gè)地震計(jì)所記錄到的背景噪音中提取有關(guān)地球的信息的方法被稱作地震干涉，這也是Curtis等進(jìn)行研究的基礎(chǔ)。對(duì)這一理論進(jìn)行修改后，研究人員可以將任何一個(gè)能源轉(zhuǎn)換成一個(gè)接收器。

一次地震所產(chǎn)生的地震波會(huì)導(dǎo)致地球其他地方的地表下發(fā)生瞬態(tài)應(yīng)變，這種應(yīng)變可以由該地區(qū)已經(jīng)發(fā)生的單個(gè)地震的記錄來量化。因此，這種方法可以被用來為缺少地震臺(tái)站的地區(qū)提供其地下應(yīng)變信息。如此一來，這些地區(qū)所發(fā)生的地震就被當(dāng)作了虛擬傳感器，而這種技術(shù)實(shí)際上是一種非傳統(tǒng)的地震干涉。

研究人員將這種技術(shù)應(yīng)用于阿拉斯加和美國西南部的地震后發(fā)現(xiàn)，從中提取的有關(guān)其他類似地震的信息與地震計(jì)實(shí)地測(cè)量所得一致，這進(jìn)一步證實(shí)了這種實(shí)時(shí)的、非侵入性地下地震應(yīng)變監(jiān)測(cè)方法的有效性和準(zhǔn)確性。該方法特別適用于遠(yuǎn)離地震臺(tái)網(wǎng)的地區(qū)。

普通地震計(jì)測(cè)量地震發(fā)生后的地面如何震動(dòng)，而虛擬地震計(jì)則記錄地表下的地球如何發(fā)生應(yīng)變。應(yīng)變變化是應(yīng)力變化的良好指標(biāo)，而地球內(nèi)部斷裂帶的應(yīng)力變化又可觸發(fā)其他地震。因此，該項(xiàng)研究第一次使人們可以測(cè)量斷裂帶深部的應(yīng)變，并推斷應(yīng)力變化，這就使人類離解決地震謎題更近了一步。

(中國科學(xué)院國家科學(xué)圖書館蘭州分館/中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心 趙紀(jì)東 編譯)

(譯者電子信箱，趙紀(jì)東:zhaojd@llas.ac.cn)

［1］Creating virtual seismometers deep inside the Earth.http:∥www.bgs.ac.uk/research/highlights/virtualseis.html

［2］Virtual seismometers in the subsurface of the Earth from seismic interferometry.http:∥www.nature.com/ngeo/ journal/vaop/ncurrent/full/ngeo615.html

P315;

D;

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.09.001

2009-09-16。