21年5月26日/【知识更】

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教科书的张衡地动仪或被移除，只因中科院提出意见，无法监测地震[=profile://pid=6244508608269561979&userType=1&userSource=1][/]

[=profile://pid=6244508608269561979&userType=1&userSource=1]铁血观世界[/]

05/26 11:06

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[=search://type%3D0%26words%3D%E5%BC%A0%E8%A1%A1]张衡[/]作为我国古代杰出的天文学家、数学家、发明家、地理学家，对中国的天文学、机械技术、地震学均有着至关重要的作用。曾经还发明了[=search://type%3D0%26words%3D%E5%9C%B0%E5%8A%A8%E4%BB%AA]地动仪[/]，主要用于监测地震的方向，而且拥有8个方位，每个方位上均有一个含龙珠的龙头，只要任何一个方位发生地震，龙头中的龙珠便会掉入地面的蟾蜍嘴中。可以说这一装置的出现要早于西方国家的地震监测仪器，并且曾经还被纳入了小学的教科书，没有想到的是[=search://type%3D0%26words%3D%E4%B8%AD%E7%A7%91%E9%99%A2]中科院[/]的傅承义院士却对其提出了不同的意见，认为教科书上的地动仪还不如房梁上吊块肉监测准确。

之所以中科院会提出不同意见，完全是因为教科书上的地动仪并非张衡一手打造，而是由我国相关专家仿制而成的模型。并且该模型与张衡的地动仪并非同样的工作原理，张衡的地动仪采用了悬垂摆理论，这种原理能够避免装置受到周边马车或者爆炸等因素不会误认为是地震。而教科书上的模型则采用了直立杆原理，这种原理会受到周边任何能引发巨大波动的物体影响。为此曾经在日本展出的时候，讲解人员使用木棍捅该模型的时候，便出现了龙头吐珠的情况。

为此也证实了该模型确实存在一定的弊端，而且国外多家机构均对其提出了不同的看法。如今能够得到认可的地动仪是由中科院教授冯锐还原的地动仪，按照一定的高度、晃动周期和频率仿制而成，并且按照1.8米左右的圆径将四周的蟾蜍放置在地动仪之下，还将两者还连为一体。最终通过陇西地震的波形图对其进行了为期7天的测试，没有出现过任何一次失误。而且冯锐仿制的模型还不会受到周边关门、汽车过境、炮声的影响，可以说这才是“真正的地动仪”。

至于张衡发明的地动仪早在西晋末期就已经丢失，至今没有找到该仪器的下落，为此教科书上的地动仪或许要被移除。这也是为何中科院会对该模型提出不同看法的原因所在，毕竟教科书上的模型并没有真正还原张衡地动仪的升级，仅仅是有一个类似的外观而已，并不能算作真正的地动仪。

可以说中科院不仅成功仿制了一个地动仪，而且监测效果明显要强于教科书上的模型。当然并不是说后者不具备一定的参考，至少是对张衡研究成果的肯定，可能是因为错误的设计，最终导致该模型并没有达到真正的效果。

（文/华强）

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深源地震成因新机制：俯冲含水板片中的亚稳态橄榄石相变

知社学术圈

05/26 12:12

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深源地震成因新机制：俯冲含水板片中的亚稳态橄榄石相变

我们熟知的具有极大破坏力的地震一般都属于浅源地震，即发生在地表至地下100公里深度的地震，比如最近发生在青海玛多以及云南漾濞的地震。浅源地震通常会伴随地面的断裂，是由于地壳岩石层的脆性断裂造成的。上世纪20年代，地质科学家发现，地震不仅存在于100公里以内的浅部，在地球内部，大于300公里的深部依然存在地震，这种地震被称为深源地震，通常发生在地球深俯冲板块的内部，由于发生位置很深，通常情况下不会像浅源地震那样造成严重灾害。

人类发现深源地震至今已有90多年的历史，尽管科学家们采用高温高压实验模拟和理论计算等方法对其机制进行了众多研究，但至今依然众说纷纭，仍然是困扰地质科学家的一个未解之谜。

在众多解释中，最广泛被接受的是亚稳态橄榄石的相变假说。所谓亚稳态橄榄石，是指存在于地球上地幔的主要矿物—橄榄石被带到地幔过渡带（地表以下约~410-660公里深度）深度时，由于温度，压力的增加，本应发生结构相变形成其高压相—瓦兹利石和林伍德石，但由于位于过渡带深度的俯冲板块内部的温度相对周围过渡带低约600摄氏度，该区域被称为俯冲带冷区。这种俯冲带冷区未能达到橄榄石相转变的温度，因此橄榄石以亚稳态存在，在这种较冷的环境下形成楔状分布。而一旦达到相变温度，亚稳态橄榄石会迅速发生相变形成体积更小的瓦兹利石和林伍德石，短时间内的相变引起的体积塌缩会引发俯冲板块的剪切断层，从而产生深源地震。


图释：深俯冲板片变形和滞流的形成及其与含水相脱水的联系。

但是这种解释的前提之一是俯冲板块是干燥的，亚稳态橄榄石也是不含水分的，因为研究表明水的存在会降低橄榄石向高压相的转变的温度而加速其相变，也就不会有亚稳态橄榄石。然而，我们知道水在地球内部的岩石圈中依然进行着循环：许多观测数据表明，“水”以羟基的形式存在于多种矿物中，因而连接海洋和地球内部的俯冲板块通常被认为是含水的。自然而然在含水的俯冲板块中，橄榄石也应该是含水的。那么，俯冲板片亚稳定橄榄石相变对于深源地震的解释似乎是矛盾的。

近日，北京高压科学研究中心的Takayuki Ishii（石井）研究员的最新研究发现，深源地震是由俯冲含水片内部亚稳态橄榄石的相变引起的，并指出前人认为的深源地震是深俯冲无水板块引起的观点是存疑的。他们的研究解决了多年来关于深部俯冲带中是否存在橄榄石以及其中橄榄石的存在形式等诸多争议，帮助我们距离揭开深源地震的神秘面纱更近了一步。相关研究以“Dry olivine can exist in a wet subducting slab, providing a new window to understand deep-focus earthquake and slab demation”为题于5月24日发表在Nature Geosciences上。

石井团队采用高温高压实验测定了俯冲板块冷区含水条件（大约8-12 万个大气压, 700-900摄氏度）下的橄榄石的含水率。他们发现在此条件下，水会优先进入与其共存的其他硅酸盐中而结晶形成含水矿物（hydrous phase A，即含水相A），而橄榄石仍然保持不含水“干燥”的状态，因此证实了橄榄石在含水的俯冲带冷区的确可以以亚稳态形式存在。同时含水相A的优先形成与之前人们对水在矿物中分配的理解截然相反：前人研究认为橄榄石会优先容纳水，当存在过量水时，其他含水矿物才形成。

另外他们发现当温度增加到约1000摄氏度时，含水矿物，如含水相A开始脱水。与此同时，高温下橄榄石依然能够吸收大量的由矿物脱水形成的自由水。因而会加速橄榄石向其高压结构的转变，从而引发俯冲板块的变形及深源地震。


图释：含水相A在高温下脱水以及镁橄榄石的含水量伴随温度的变化。

这些发现意味着含水矿物在地球内部的水循环中扮演着重要的角色。含水矿物不仅是向地球内部输送水的载体，而且对俯冲板块的弯曲，停滞，以及深源地震的发生也起着重要的作用。这些结果有望为全面了解板块俯冲行为，包括深部地震和深部地幔大变形的发生提供重要线索。

参考文献：

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数百公里外地震，贵阳市民也收到了地震预警，这种情况怎么办？

天眼新闻

05/23 16:39

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5月21日晚，在距离云南漾濞县数百公里的贵阳市，不少市民在电视中收到了“云南漾濞于21：48正发生6.3级左右地震，地震横波还有40秒到达，贵阳市观山湖区将可能有震感”的地震预警信息提示。


“当时正在外面玩，人多，没有感到害怕，就是觉得贵阳从来没有发生地震，也不在地震带上，觉得比较惊奇就拍下来了”

“第一反应不是害怕，因为很清楚地震发生地不在贵州，但是预警说可能有震感还是注意了一下。”受访市民表示，对地震预警信息并没有感到恐慌。

那么对于位于震中400多公里以外的我们看到预警信息应该如何应对？是否应该做好逃生准备？天眼新闻记者就此采访了贵州省地震局相关专家。

这次云南地震对贵州基本没有影响

贵州地震台台长孔军介绍，通常来说，6级地震可能对100公里以外影响不大，7级地震对200公里以外影响不大，而距离300公里外的地区，可能会有震感但不会产生太大破坏。

贵州省地震局监测预报处副处长欧品智则表示，一般地震预警信息对于离震中50至200公里范围以内的地区较为有效，能够给大家一定的反应时间，预警信息根据地震强度不同也有所变化。“此次云南大理6.4级地震震中漾濞县距贵州边界直线距离400多公里，收到预警信息不必过于恐慌，因为地震能量释放已经从震中往外，不断衰减，影响不大。”


震中距贵州省超过400公里

“不管是否收到预警信息，如果感受到明显的晃动，我们建议大家尽量跑到空旷的地方去。室内低层居民应关闭火源，尽快下楼；室内高层居民无法在几十秒之内迅速逃离至楼下，应不乘坐电梯，关闭火源尽量、保护头部伏地躲避在就近的活命三角区（厕所等较小空间及承重墙周围能行成三角区域的地方）。”


欧品智表示，此次云南漾濞地震贵州没有收到有感信息报告，且其所在断裂带与我省的构造没有直接的关联，处于相对安全的位置，对贵州基本没有影响。同时，在外省发生特大地震事件，造成特别重大损失且贵州没有受到地震影响的情况下，贵州也将会做出外省抗震救灾支援工作。在云南漾濞地震发生后，贵州省地震局也加强了应急值守，密切跟踪贵州及周边震情形势，随时做好监测预警信息和应急准备。


【200年来贵州曾发生3次6级左右地震】

省地震局数据显示，贵州历史上共发生过3次6级左右地震，分别是1875年发生在贵州罗甸的6.5级地震，1819年贵定县6.0级地震和1948年威宁县5.8级地震。


专家介绍，我省地震特点是震源浅、震感强，山地喀斯特地貌易诱发次生地质灾害，易受邻省地震波及。

通过省地震局提供的数据可以看到，我省近200年来发生3次6级左右地震，最大为6.5级;新世纪以来，平均每年发生3至4次3级以上地震，比如去年就发生过4次3级以上地震，其中赫章发生一次4.5级地震、六枝发生一次4.0级地震。今年3月18号，在黔西南州安龙县发生3.0级地震。


工作人员对地震信息进行监控

“我们省历史上有地震，现今地震也仍有活动，未来也存在地震的风险。但总体上看，我省地震可防可控。”

在此情况下，是否可以认为贵州发生大地震几率较低？欧品智给出了否定的答案。

他介绍，近10年来贵州中强地震活动较为频繁，这表示贵州并不是地震的“安全岛”，贵州仍有存在发生 6 级左右破坏性地震的构造背景。

欧品智同时提醒，贵州也存在着“小震致灾，小震大灾”的情况，贵州属于喀斯特山区，极易诱发山体滑坡和滚石风险，也存在放大灾害的危险。


工作人员对地震信息进行分析

【地震预警网络已覆盖31个省市区】

云南大理地震之前，许多市民通过电视、手机收到了地震预警，这都是借助信息科技打通预警传递“最后一公里”的成果，这也让地震预警真正在社会上发挥作用。据了解，目前，预警网向公众预警的方式已涵盖手机、电视、专用接收终端APP等。


中国地震台网中心专家介绍，地震预警的原理是电磁波传播速度较地震波更快，一般电磁波每秒可传播几十万公里，而地震波每秒传播几公里。也就是说，在地震发生后，利用这一时间差向社会公众发出预警。


2011年4月25日13时5分，汶川发生2.7级地震，由成都高新减灾所（简称减灾所）研制的地震预警系统提前22秒向位于成都的试验者发出倒计时预警，成为中国首条地震预警信息。

同年6月7日，地震预警系统正式投入使用，9月，减灾所与成都市防震减灾局对外公开提供预警服务。2013年3月，减灾所建成世界上最大地震预警系统，覆盖40万平方公里。

如今，成都高新减灾研究所与应急管理部门合作建设的大陆地震预警网，已延伸至中国31个省市区、覆盖面积220万平方公里、覆盖地震区人口90%。并且已成功预警九寨沟7.0级地震等55次破坏性地震。尤其是在四川省宜宾长宁“6·17”地震中，该预警网为宜宾市提前10秒发出地震预警，为距离震中稍远的成都市提前预警时间则长达61秒。


【省内两项与地震监测预警相关的民生工程正在推进】

省地震局提供的资料显示，2018年8月，国家地震烈度速报与预警工程贵州子项目正式启动建设，计划在我省建设106个预警站，1个省级地震预警数据处理中心 ，10个预警终端。建成后具备地震烈度速报与预警、灾害性地震预警和远场大震预警能力

该项目计划建设106个预警台站主要分布于贵州西部地区处于南北地震带的毕节、六盘水等地区，可实时监测地震地面运动的速度和加速度，将观测数据产品实时传输至省级中心。

目前，贵州地震局已在贵州省地震局、发改委、广电局、交通运输厅、科技厅、水利厅、消防总队、应急厅以及武警贵州总队、成都铁路局贵阳高铁工务段调度指挥中心的等10个抗震救灾指挥部成员单位安装了地震预警信息发布终端，形成紧急地震信息服务，为公众提供地震速报信息和大地震预警、逃生避险指引服务。


地震预警信息发布终端

另外，2020年7月，由省财政投资建设的贵州省地震监测能力提升工程项目也开始实施。该项目计划在20个县（区、市）新建20个测震基准二类站；对原有的14个基准二类站和4个基准一类站进行智能化改造；新增4套流动监测设备，组建流动观测台网；拟在4个县（区、市）新建4个地球物理台；升级改造贵州省测震台网中心、新建贵州省地球物理观测台网中心和新建贵州省水库地震台网数据处理中心。

实现地震监测能力由现在的2.5级提升到2.0级，西部地区达到1.5级，震中定位精度优于5千米,将极大提升我省地震监测预测预警能力;新增钻孔应变测项和GNSS测项将有力填补当前我省地球物理观测手段的空白。

目前，这两项民生工程都在推进，并争取在今年年底能建成并投入使用。

撰文：贵州日报天眼新闻记者 陈祖嘉 杨瑶

编辑：陈豪

统筹：胡莹

编审： 王璐瑶