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前言:2008年5月1 2日下午2时28分,一场突如其来的大地震震痛了整个中华民族的心。在四川省汶川地区发生的里氏8.0级大地震席卷了四川十几个县市,大半个中国皆有震感。截至5月27日12时,地震灾害已造成死亡67183人,受伤361822人,失踪20790人,经济损失目前尚无准确统计……
这一刻,举国同悲。
当哀悼逝者的警报声响彻中国,当泪水模糊了灾区和所有心系灾区人们的双眼,悲伤让我们痛彻心扉;但悲伤,也让我们的心灵收获了从废墟中站起来、向前走的力量。
英雄的中国人民在巨大的灾难面前没有放弃,坚强的中华民族握紧拳头,凝聚力量,用催不垮的意志和信念迎战苦难。于是,我们看到英勇的子弟兵将一个个徘徊于生死之间的生命解救出地震废墟;我们看到一个又一个凭借着顽强意志存活下来的生命奇迹;我们看到普通群众排着长长的队伍将满腔热血竞相奉献,可爱的志愿者在灾区全情帮扶危难中的灾民;我们看到胡锦涛主席、温家宝总理一遍遍地做出“绝不放弃,百倍努力”的坚定承诺……
汶川紧急救援!中国人民万众一心,众志成城,打响了一场与死神抗争的战斗。
汶川,不哭!四川,挺住!中国,加油!
核心提示:据统计,全世界每年用地震仪可以测出的地震大约有500万次,平均每隔几秒钟就有一次,其中3级以上的大约5万次,仅占1%;全世界7级以上的强震每年平均约有18次,8级以上的地震每年平均仅1次。但就是这样为数不多的强震,最严重的却能造成数十万人伤亡。汶川大地震发生后,我国第一时间做出反应,将抢救人的生命摆在第一位。在气壮山河的举国大救援中,高科技搜救工具及技术的应用已成为救援工作中不可或缺的关键因素,在今后的灾后重建中,高科技的应用也必将发挥不可替代的重要作用。本期社会关注就带您走近汶川地震救援中应用的科学技术及地震的相关知识,让读者全面认识地震灾害。
科技在行动
遥感飞机:高空拍摄灾情图片
目前,对地震震中汶川的灾情我们了解很少,而航空遥感飞机相当于“数码相机”,能够通过高空作业,对当地灾情进行连续实时拍摄。而将拍摄下来的图像与该地区之前的积累数据作对比,通过变化的监测数据,技术人员就能判断哪些地方出现了坍塌,能够对房屋损毁、道路损毁等情况有所掌握,从而为有关方面设计最有效的救援路线提供科学参考依据。同时,通过对拍摄图像的分析,也能对灾情评估提供依据。
遥感飞机泛指用于航空遥感的各类飞机。如有人驾驶和无人驾驶飞机,固定翼或旋翼式(直升)飞机,高空或中、低空飞机等。遥感飞机主要作为遥感平台,装载各种传感器。传感器通常是在机腹设置不同的窗口,便于对地观测,如安置航摄用的摄影机、多光谱摄影机以及各种扫描仪、辐射计、测高仪等。除进行遥感试验和生产作业外,遥感飞机还用于各种星载遥感仪器的模拟试验,为检验和改善星载仪器收集数据。其性能随目的不同略有区别,如遥感侦察要求升限大、速度快。一般遥感目的主要性能是稳定性好,续航时间长,具有多个仪器窗口,能提供较大的设备空间和能源供应等,而对于侧视雷达遥感,还要求遥感飞机具有全天候飞行能力。
光学生命探测仪:把废墟看得清清楚楚
“蛇眼”就是一种搜索仪器,它的学名叫“光学生命探测仪”,是利用光反射进行生命探测的仪器。仪器的主体非常柔韧,像通下水道用的蛇皮管,能在瓦砾堆中自由扭动。仪器前面有细小的探头,可深入极微小的缝隙探测,类似摄像仪器,将信息传送回来,救援队员利用观察器就可以把瓦砾深处的情况看得清清楚楚。
此外,光学生命探测仪上的探头可以360度旋转,只要废墟上有一个手指粗细的眼,光学生命探测仪就可以伸入,探头在下面旋转后将图像传上来,基本确定被埋人所处的位置和被困地形,在实际救援时可以不伤着被埋压人员。
热红外生命探测仪:在黑暗中也能工作
热红外生命探测仪具有夜视功能,它的原理是通过感知温度差异来判断不同的目标,因此在黑暗中也可照常工作。红外线生命探测仪在感觉人是否存活方面很精确,确保不错过任何仅存一线希望的生者。
它可以完美地帮助救援队员在废墟灾区或其周围定位遇难者的位置。它能够探测并且显示出遇难者身体的热量,从而帮助救援队员很快确定被埋在废墟底下或隐藏在尘雾后面的遇难者的位置,且能经受住救援现场的恶劣条件。
热红外生命探测仪还可用于检测煤矿井下隐性火区分布、火源的位置,亦可非接触性检测井下中央与采区变电所各种开关、接头、变压器的事故隐患,水泵、防爆电机及动力设备(动力电缆)的温升,运输机及运输皮带的发热状态。
声波生命探测仪:能探寻微弱声音
声波振动生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音。人类有两只耳朵,这种仪器却有3—6个耳朵,它的耳朵叫做“拾振器”,也叫振动传感器,它能根据各个耳朵听到声音先后的微小差异来判断幸存者的具体位置。
说话的声音对它来说最容易识别,因为设计者充分研究了人的发声频率。如果幸存者已经不能说话,只要用手指轻轻敲击,发出微小的声响,也能够被它听到。即便被埋人被困在一块相当严实的大面积水泥楼板下,只要心脏还有微弱的颤动,探测仪也能感觉出来,于是救援队员可以确定废墟下是否有人活着。
二氧化碳探测器
在汶川大地震的搜救过程中,日本救援队携带的仪器除了生命探测仪外,还有二氧化碳探测器。这种仪器“体型”很小,只有两个烟盒大小,连有一条胶管,管端附有一枝类似吸管物体,以此探测空气中二氧化碳含量。二氧化碳探测器操作非常简单,将探测器吸管尖端从废墟的缝隙中伸进去,便可以即时测量废墟内二氧化碳的含量。空气中二氧化碳的含量一般为0.03%,若是地震废墟中某个空间的二氧化碳超标,说明其中有人在呼吸,或者近期内有遇难者。
坚固的救援气垫:力撑数十吨重物
地震救灾工作中,找到了幸存者施救时,有时要抬起沉重的楼板。很难想象一个小小的气垫就能完成这个工作。这种气垫比枕头大不了多少,没充气时瘪瘪的,只要有5厘米的缝隙就能把它塞进去。然后用气瓶把里面的气压加到8个大气压,“气鼓鼓”的垫子就能顶起楼板了。气垫的材料相当讲究,最早人们用钢丝网添加橡胶来做,后来改用新型材料高强度芳族聚酰胺。
搜索与救援犬(简称搜救犬)
这次和全国各地一起同赴四川汶川地震灾区的不仅有军队、消防人员、志愿者和各类救灾人员,还有一只只肩负重任和灾区人们希望的搜救犬,为拯救赢得了宝贵的时间。
犬的听觉是人的16倍,嗅觉的灵敏度是人类 的100万倍。我国首次在地震救灾中使用搜索犬是2003年2月的新疆地震抢险;首次在国际地震救援中使用搜索犬是2003年5月的支援阿尔及利亚地震抢险。在国内外的多次地震抢险中,搜索犬都发挥了关键作用,使用搜索犬担负地震救援,填补了我国传统救生搜索工作的一项空白。
漕渡门桥
地震不但会导致房屋倒塌,还会因为塌坡而导致铁路、公路交通的中断。此时,水路可配合空运发挥作用。5月15日,成都军区某工兵团在都江堰紫坪铺水库开始架设漕渡门桥,都江堰通往震中汶川映秀镇的水上道路被打通,大型机械和大批部队进入震中汶川映秀镇抢险。这次使用的漕渡门桥长25.26米,宽6.4米,载重60吨,完全可以运送大型挖掘机械。
门桥是用两个以上桥脚舟和其他部件结合而成的浮桥,按用途可分为漕渡门桥、桥节门桥、打桩门桥和锚定门桥。漕渡门桥实际上是一座长桥的一部分,具有船的功用。由于漕渡门桥采用的是飘浮功能很好的高强度低密度合金、碳纤维等高技术材料,轻便结实,比一般的船更便于运输和搬运。漕渡门桥受水位变化的影响小,靠岸点有较多的选择余地,并可迅速转移渡口位置。漕渡门桥还自带跳板,在河岸坡度合适时,门桥靠岸后将跳板搭在河岸上,车辆即可上下。因此,用漕渡门桥可以及时地运送救援人员、灾民、车辆和救援物资。
液压钳:张口咬断钢筋
如果现场钢筋交错,就要看液压钳的本事了。这种钳子的体积并不大,但是由于应用了液压原理,一把小小的钳子就能把钢筋一根根剪断,为营救工作赢得宝贵的时间。
地震救灾的3C科技不可或缺的救命工具
四川地震,眼前最紧迫的是对人员的救助,如何在光纤通信中断后与外界取得第一次联系,如何在发不出短信时告知救援人员准确的受灾者方位,如何在与亲人失散后尽快得知他们的下落……这些成为地震后牵挂人心的问题。当这些问题摆在面前又被解决时,我们看到了这些本大多应用在我们日常生活娱乐中的3C科技,在灾难降临后第一时间成为了我们不可或缺的“救命工具”。
海事电话:靠它在地震中打通第一个电话
汶川地震破坏了大部分通信光缆、通信基站,使得我们常规的移动电话和固定电话都中断了,而汶川县委书记用海事卫星设备往外打通了第一个电话。在这次抗震救灾中,中国交通通信中心、几大电信运营商紧急调运了大量的海事卫星设备到灾区,海事卫星电话对保持通信通畅发挥了重要作用。
交通部中国交通通信中心副主任殷林介绍,由于海事卫星电话不需要地面通信设备,其终端设备,能把有关信号发到空中,由空中的海事卫星系统接收后,再通过海事卫星系统把信号传输到目的地。因此,海事卫星通信系统主要由同步通信卫星、移动终端、海岸地球站以及协调控制站等构成。现在所有的陆用终端包括手持终端,类似于现在的手机、车载终端和便携式终端。
实时卫星地图:保证地面信息不中断
在这次地震抢险中,美国政府向中国提供了“间谍”卫星帮助中国来侦察灾区的信息,而谷歌等一些互联网公司推出的实时卫星图片也派上了大用场。
实时卫星图片主要由谷歌在全球各地的合作伙伴通过卫星上的高清晰摄像机拍摄,针对此次地震灾区的地点,特意进行了相关卫星的轨道修正。如果不是针对此次地震推出的新服务,平时使用的图片一般为数月到数年之前的历史图片,而非实时观测。
地震发生后,这种实时卫星地图可以解决通信中断情况下受灾地区最新情况的实时更新问题,帮助政府尽快了解灾情,向中国国家地震局和测绘局提供大量数据支持。由于不受通信光缆限制,通过卫星提供的信息和地图不存在中断的可能,有效保证了后方第一时间掌握灾区前方的情况。
医疗冰箱:恒定温度专业存放血液、药品
救灾进入治疗和防疫阶段后,灾区最缺的是药品,以及储存血液和药品的专用冷藏设备。日前,医用冰箱已经装车,向灾区周边救治伤员的医院迸发。医用冰箱中包括血液保存箱、疫苗和药品保存箱。无论从外观还是功能,都与普通家用冰箱完全不同。
血液保存箱是专门用于血液储存的冷藏箱,温度恒定在3-5摄氏度之间,这个温度对血液的保存最适合。
药品保存箱则是专门用于疫苗和药品储存的冷藏箱,温度恒定在2—8摄氏度之间,这个温度对疫苗和生物制剂的保存最适合。
寻亲搜索平台:助用户更快寻找到亲人
谷歌中国紧急发布“亲人搜索”,试图帮助寻找亲人下落的用户更快地获得消息。谷歌中国的工程师介绍说,利用“机器 人工”的方式,谷歌把搜索范围限定到那些专门发布地震消息的网站,并把那些与地震相关包含失踪或遇难人员信息的网站搜索出来,并加以实时索引分类。这个平台旨在帮助一些无法回到灾区的人群,更快找到失散的亲人。
微波通信:速抢通被毁的通信线路
在抗震救灾中,除了卫星通信对应急通信来说必不可少之外,微波通信对于应急通信来说也非常重要。
通信信号的传播方式有光纤传播、点对点的微波传播和卫星传播。在这次地震中光纤传播方式被破坏了,因此微波和卫星就发挥了重要作用。微波通信大约每隔一段距离就要建立起一个高耸于地面的微波接力站,把前一站发来的微波信号自动接收下来经过放大处理后再转发到下一站,这样一站站地辗转相传,就可将微波信号传到终点。这种通信方式就叫“微波接力通信”。
当通信线路遭敌摧毁或受自然灾害破坏,只要将可搬移微波通信系统装载在工程车内(该车被称为微波接力车),接力车开到被损坏的地段,可以迅速开通某两点间的多路微波通信。就能快速抢通被毁的通信线路,保证战场通信联络不间断。
手持GPS设备:通信中断简讯传址呼救
目前一些有GPS功能的手机都可以实现急难救助方案。在通信中断或者没有移动网络的时候,可通过简讯传址功能,以简讯的方式将具备经纬度的简讯群发或是单独发给相同设备持有人,也可以选择发送回中心或是附近救护后援人员。接收到的人可以透过手机里面的导航功能,立即找到发消息的位置。
此次四川地震很多泥石流涌现,很多地方已经找不到原址,可透过照片记录经纬度,做后续的重建工作。目前还有许多地方交通、通讯、电力设施毁坏严重,需要救援人员向后方提供坐标和图片数据,以便指挥中心评估调度力量施救。
北斗导航卫星保救援通讯畅通
灾情危急!救援工作刻不容缓。在救灾过程中,通讯设备具有极其重要的战略意义,但汶川有线、无线通讯的中断却给救援工作造成极大困难。
据悉,我国将使用北斗卫星定位 导航系统辅助救灾的指挥工作,救灾部队携带的北斗系统正在陆续发回各种灾情和救援信息。
据北斗星通导航技术股份有限公司副总裁胡刚透露,北斗卫星导航定位系统作为一个天基导航通信系统、一条摧不垮的“生命线”,特别适合在类似本次汶川地震灾害救援指挥中的应用。
指挥中心对各救援小组的指挥与调度,在灾后救援过程中意义重大。据介绍,北斗能为救援小组或救援车配备卫星导航接收终端,该终端不但可接收北斗卫星的导航信号,还可以用短报文的形式与指挥中心取得联系。指挥人员在监控中心可随时通过监控屏幕关注每个救援小组的位置信息,必要时也可以短报文形式发出监控指令,北斗导航系统一次可传送多达120个汉字的信息。
北斗卫星定位导航系统终端直接通过卫星与指挥中心取得联络,不像移动电话需要通过地面机站,因此,北斗卫星定位导航系统非常适用于此类通讯设施失灵的灾后救援工作。
胡刚介绍,终端用户向卫星发射短信息后,卫星将信息通过北斗地面控制中心和北斗星通运营中心可以发往全国各地的救灾指挥中心,指挥中心将命令处理后通过卫星播发给各终端,整个过程速度非常快,达到秒级,因为北斗卫星在精密授时。精度最高达10-20纳秒(双向),这充分保障了救援工作通讯的实时性。
北斗卫星导航系统,是我国自主研制建设的全天候、全天时、区域性的卫星导航定位系统,具有快速定位、简短数字报文通信和高精度授时功能,是国家安全和经济社会发展的重要战略基础设施。该系统主要用于国家经济建设,为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。
地震释疑
汶川地震原因已有初步结论
中国地质调查局初步监测和评价认定,汶川地震是印度板块向亚洲板块俯冲。造成青藏高原快速隆升导致的,震源深度为10千米~20千米,持续时间较长,因此破坏性巨大。
连日来,中国地质调查局召开汶川地震及其诱发的次生地质灾害情况分析会,中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质环境监测院、中国地质科学院,中国地质科学院地质所、地质力学所等单位专家根据调查监测和评价研究结果,对灾情进行“会诊”初步形成三个结论。
一是印度板块向亚洲板块俯冲,造成青藏高原快速隆升。高原物质向东缓慢流动,在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川——映秀地区突然释放。
二是逆冲、右旋、挤压型断层地震。发震构造是龙门山构造带中央断裂带,在挤压应力作用下,由南西向北东逆冲运动;这次地震属于单向破裂地震,由南西向北东迁移,致使余震向北东方向扩张;挤压型逆冲断层地震在主震之后,应力传播和释放过程比较缓慢,可能导致余震强度较大,持续时间较长。
三是浅源地震。汶川地震不属于深板块边界的效应,发生在地壳脆——韧性转换带,震源深度为10千米~20千米,因此破坏性巨大。
汶川地震为何损失惨重
美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯日前在接受媒体专访时说,地震短期临震预报仍是世界性难题,精确预测地震的震级和时间目前还无法做到。
精确预测地震震级和时间尚难做到
对地震的精确预测,不仅要预报出准确的时间和地点,还应该预测出震级。琼斯认为,目前世界上还没有这样的技术。
科学界普遍认为,有地震必有断层,有断层必有地震。因此断层的空间分布属于地震预测领域极为重要的信息。目前人类对于断层的研究已经取得了一些进展。琼斯说,与大地震相比,地质断层会频繁发生一些没有大碍的小地震。因此,这就又对地震预测提出了更高的要求,即不仅要预测时间,还须预测震级,这样的预测才有实际意义。当地震发生时,震中沿断层断裂,裂得越远,震级就越大。地震发生时震级的大小,和诱发地震的因素之间不存在关联。在地震开始之前,有关地震震级大小的信息是无法通过对地层的监测获知的。
在中国以及世界其他一些国家,都有不少地震震前预兆的民间说法,比如的异常行为、奇特出现等。琼斯说,这些说法到目前为止,都缺乏十分确凿的科学依据。从另外一个角度说,即便这些异常迹象可以作为预报地震的参数,地震监测人员也不能仅仅依靠某一个单独的异常事件做出地震预报,因其可能只对应极小的发震几率。一旦误报地震,损失往往同样惨重。
分析汶川地震损失惨重的原因
琼斯说,龙门山断裂带是中国西部断层系统中的一部分,在地质历史上,它的形成是由于印度板块向欧亚板块不断俯冲积压,青藏高原抬升,隆起的部分向东移动挤压。与附近的其他断裂带相比,长度要小很多,但长期的挤压隆升使它的纵深深度较大。断层问的接触面足以蓄积足够的应力产生地震。
琼斯说,龙门山断裂带是一个非常重要的断层带,“它被认为是中国境内最危险的断裂带之一”。而且龙门山断层带属于活跃断层,以每年若干毫米的速度在移动,今年的研究记录显示它今年来每年移动15毫米。从地质学上来讲,每年15毫米已经算是很快的。
琼斯说,像这次汶川大地震这么大震级的地震,能够在瞬间将一幢砖木建筑夷为废墟。砖块受到震动时,砖缝之间的灰浆就瓦解了,随之建筑物倒塌,造成人员伤亡。琼斯说,在中国广大地区常见的砖木房建筑物是在地震中最易受损的建筑类型之一。
修订汶川地震级属正常
中国地震局副局长修济刚表示,地震震级是根据不同地方的地震台站所记录到的地震波的振幅和周期来综合测出的,这次汶川地震震级修订是逐步的,是正常的。
中国地震局目前将四川汶川地震震级从里氏7.8级修订为里氏8.0级。针对“这次地震的震级为什么要修改”的问题,中国地震局副局长修济刚说:“地震震级是地震能量的一个标度。它是通过分布在不同地方的地震台站所记录到的地震波的振幅和周期来综合测出的。为了尽快地报出地震的信息,可能一开始使用的台站比较少,随着更多台站数据的参与,精度会越来越准确。所以,对一个相对较大的震级的确定,这次震级修订是逐步的,是正常的。”
在5月12日四川汶川地震发生后,中国地震台网中心利用国家地震台网资料的实时观测数据,速报的震级为里氏7.8级。随后,根据国际惯例,中国地震局组织有关专家利用包括全球地震台网资料在内的更多的台站资料,对这次地震的参数进行了详细测定并计算了震源破裂过程,发现了主震是在1分钟内由多个阶段的破裂组成的多重破裂过程,因此修订震级为里氏8.0级。这与美国利用 全球地震台网最终修订的参数相当。
此次地震释放能量有多大?
有报道称,汶川地震释放的能量相当于400多颗当量2万吨TNT炸药的原子弹。此次地震有无如此巨大能量?中国地球物理学会天灾预测专业委员会常务副主任、中国地震局研究员耿庆国并未否认这种估计。然而他说,“不过,地震释放的总能量通常有90%消耗在地球内部,仅有约10%以地震波的形式传到地表。”
耿庆国介绍说,地震波分为3类:纵波最先到达地面,从而使地面上下振动:接着是使地面发生水平晃动的横波;离震中很远的人们感受到的则是一种表面波,这种地震波只能沿地表传播,且具有较大破坏力。
汶川地震使许多地方的人们感受到大地晃动,据说除黑龙江、吉林、新疆外,全国大多数省市均有震感。这是因为,此次地震属大型板块断层活动。印度洋板块向亚欧板块俯冲,能量从青藏高原向内陆释放。中国地层分为青藏高原板块、华南地区板块、华北地区板块等6大亚板块。四川汶川是地震活跃地区,处于全国6大亚板块断裂带上。这次地震聚集了巨大能量,突然间释放,能量沿着板块裂缝传递,对各板块进行挤压,地层破裂尺度较大,导致其他地区有震感,灾情严重。中国地震局地震预测研究所研究员张国民分析说,这次地震是大陆内部地震,属于浅源地震,破坏力度较大。汶川地震波及范围之大,甚至超过1976年的唐山大地震。
耿庆国说,地震一般发生在地壳或上地幔中,而给地面造成影响的主要是震源不深于60千米的浅源地震。对平均半径为6371千米的地球来说,震源深度只是表面薄薄一层,而地震对地面芸芸众生的巨大危害又使其堪称地球的“皮肤癌”。由于地球自转速度的不均匀性,使得地球内部物质密度分布不均,加之地球内部物质自身的物理化学作用,从而导致地壳岩层变形、断裂、错动,造成地震。
耿庆国说,地震震级是不能草率确定的:“震级每高1级,地震波能量就增加33倍,7.8级的汶川地震,其能量约等于33个6.8级地震”。
它山之石
日本:利用高科技防震救灾
日本能及时,准确地应对灾害,并在灾后迅速救援,得益于日本在防震救灾中使用的大量高科技。
卫星、地震仪一同上阵
日本气象厅和消防厅在全国每个市、町、村至少安设了一台地震仪。同时,防灾科学研究所还在全国各地设置了高灵敏度地震仪1800台,宽带地震仪70台,强地震仪约1 000台。高灵敏度地震仪通过捕捉人们感觉不到的微震,立体监测地壳内部的岩石运动,而宽带地震仪主要监测超长周期的固体潮。这两种地震仪全天候向防灾科学研究所传送数据。
此外,太空中的卫星为防震救灾提供了通信支持。如2006年底升空的技术试验卫星8号,其大型天线使与卫星通信的地面移动终端尺寸缩小到手机大小,使救灾工作更加方便。根据日本宇宙航空研究开发机构2005年4月公布的宇宙开发20年长期计划,日本将有效利用观测卫星和通信卫星应对灾害,用多颗卫星同时观测受灾情况,并构筑能及时通过手机向人们发出警报的卫星网。
手机“报平安”显示用户准确位置
对普通人来说,获得地震信息的重要途径是手机,因此许多防震救灾的技术开发都围绕手机展开。日本总省正以具备接收地面数字电视电波功能的手机为基础,开发一套灾害报警系统。地震、水灾等灾害发生后,如果将地面数字电视的电波发送到这种手机上,处于关机状态的手机可以自动开启。利用这套系统,相关部门能及时向受灾者发送灾害状况和避难路线等信息。
日本SGI等公司则开发出一种在自然灾害发生后确认人身安全的系统,其中的关键装置是可以上网并带有全球定位功能的手机。中央和地方救灾部门通过网络向手机用户发送询问是否安全的电子邮件,用户可以通过手机邮件回答“平安”或“受伤不能动”,这样,在救灾总部的信息终端上就会显示每个用户的准确位置。
通过互联网切断家电电源减轻损失
日本在信息家电和机器人技术方面颇有心得,这两个领域的很多技术被灵活运用于救灾。日本2005年在全国完善和推广了紧急地震速报系统,一旦地震仪捕捉到震源传来的纵波,这一系统能在3—5秒后发布地震速报,电脑接到地震速报后,可在造成灾害的横波到达之前,通过互联网切断连接在网络上的家电设备的电源,减轻灾害损失。
美国:搜救仪器更高效
生命侦测仪是美国新近推出的一种安全救生系统。著名地球物理学家,麻省理工学院博士大卫·席思创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域,从而为该领域带来一项革命性的新技术。基于这种新技术的安全救生系统——生命侦测仪,成功地解决了多项困扰传统安全救生系统的问题,使搜救工作比以往更迅速,更精确,也更安全,是现在世界上最先进的生命探测系统。生命侦测仪实际上是一个呼吸和运动探测器。雷达信号发送器连续发射电磁信号,对一定空间进行扫描,接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理。如果被探测者保持静止,返回信号是相同的。如果目标在动,则信号有差异。通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理,就可以判断目标是否在活动。
生命侦测仪可以在30秒内侦测出一定范围内遇险者的移动和呼吸,可以穿透障碍物(例如钢筋混凝土砖墙、柏油层、泥石流和雪崩造成的积雪)进行侦测,不受声音和背景噪音的影响。
地震小常识
什么是地震?
地震是地球内部运动引起的地表震动的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地面震动(即地震)的主要原因。
地球的最外层叫地壳:地壳下面的部分叫地幔;地球最中心的部分叫地核。地球的平均半径为6370公里左右,地壳厚度为35公里左右,大多数破坏性地震就发生在地壳内。
地球表面,并不是一块完整的岩石,而是由大小不等的板块彼此镶嵌组成的,其中最大的有七块,它们是南极板块、欧亚板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、印度澳洲板块和非洲板块。这些板块在地幔上面每年以几厘米到十几厘米的速度漂移运动,相互挤压和碰撞。
地震分为哪几类?
地震释放的能量决定地震的震级,释放的能量越大震级越大,地震相差一级,能量相差约30倍。1995年日本大阪神户7.2级地震所释放的能量相当于1000颗二战时美国向日本广岛长崎投放的原子弹的能量。 地震的类型一般分为:构造地震、火山地震、塌陷地震。
构造地震:由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震称为构造地震。这类地震发生的次数最多,破坏力也最大,约占全世界地震的90%以上。汶川地震就属于此类地震。
火山地震:由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。
塌陷地震:由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。
测定地震的科学术语
震级是地震释放能量的大小。震级小于3级的地震为弱震;震级大于或等于3级,小于或等于5级的地震为有感地震;震级大于5级小于6级的地震为中强震:等于或大于6级的地震为强震,其中震级大于或等于8级的地震为巨大地震。
烈度是地面遭受地震影响和破坏的程度。它们是衡量地震的两把“尺子”。一次地震只有一个震级,但烈度不止一个,离震中近的地方烈度高,破坏大;反之烈度低,破坏小。
震源:地壳内发生地震的地方。
震中:从震源向上垂直对应地面的地方。
震中距:从地面上任一点到达震中的距离。
地震波:当地壳内岩石产生断裂发生地震时,有一部分能量以波的形式向外传播,称为地震波。主要分为纵波、横波和面波。从震原发出的地震波主要分为纵波和横波。纵波引起地面上下颠簸,横波使地面水平晃动,是造成破坏的主要原因。纵波先到达地表,人们感到颠簸,随后才感到晃动,纵波的到达警告人们应尽快做出防备。
地震引起的次生灾害包括:火灾,由房屋倒塌、煤气泄漏和明火引起;水灾,由水坝决口或山崩壅塞河道等引起;毒气泄漏,由建筑物或装置破坏等引起;瘟疫,由震后生存环境的严重破坏所引起。
这一刻,举国同悲。
当哀悼逝者的警报声响彻中国,当泪水模糊了灾区和所有心系灾区人们的双眼,悲伤让我们痛彻心扉;但悲伤,也让我们的心灵收获了从废墟中站起来、向前走的力量。
英雄的中国人民在巨大的灾难面前没有放弃,坚强的中华民族握紧拳头,凝聚力量,用催不垮的意志和信念迎战苦难。于是,我们看到英勇的子弟兵将一个个徘徊于生死之间的生命解救出地震废墟;我们看到一个又一个凭借着顽强意志存活下来的生命奇迹;我们看到普通群众排着长长的队伍将满腔热血竞相奉献,可爱的志愿者在灾区全情帮扶危难中的灾民;我们看到胡锦涛主席、温家宝总理一遍遍地做出“绝不放弃,百倍努力”的坚定承诺……
汶川紧急救援!中国人民万众一心,众志成城,打响了一场与死神抗争的战斗。
汶川,不哭!四川,挺住!中国,加油!
核心提示:据统计,全世界每年用地震仪可以测出的地震大约有500万次,平均每隔几秒钟就有一次,其中3级以上的大约5万次,仅占1%;全世界7级以上的强震每年平均约有18次,8级以上的地震每年平均仅1次。但就是这样为数不多的强震,最严重的却能造成数十万人伤亡。汶川大地震发生后,我国第一时间做出反应,将抢救人的生命摆在第一位。在气壮山河的举国大救援中,高科技搜救工具及技术的应用已成为救援工作中不可或缺的关键因素,在今后的灾后重建中,高科技的应用也必将发挥不可替代的重要作用。本期社会关注就带您走近汶川地震救援中应用的科学技术及地震的相关知识,让读者全面认识地震灾害。
科技在行动
遥感飞机:高空拍摄灾情图片
目前,对地震震中汶川的灾情我们了解很少,而航空遥感飞机相当于“数码相机”,能够通过高空作业,对当地灾情进行连续实时拍摄。而将拍摄下来的图像与该地区之前的积累数据作对比,通过变化的监测数据,技术人员就能判断哪些地方出现了坍塌,能够对房屋损毁、道路损毁等情况有所掌握,从而为有关方面设计最有效的救援路线提供科学参考依据。同时,通过对拍摄图像的分析,也能对灾情评估提供依据。
遥感飞机泛指用于航空遥感的各类飞机。如有人驾驶和无人驾驶飞机,固定翼或旋翼式(直升)飞机,高空或中、低空飞机等。遥感飞机主要作为遥感平台,装载各种传感器。传感器通常是在机腹设置不同的窗口,便于对地观测,如安置航摄用的摄影机、多光谱摄影机以及各种扫描仪、辐射计、测高仪等。除进行遥感试验和生产作业外,遥感飞机还用于各种星载遥感仪器的模拟试验,为检验和改善星载仪器收集数据。其性能随目的不同略有区别,如遥感侦察要求升限大、速度快。一般遥感目的主要性能是稳定性好,续航时间长,具有多个仪器窗口,能提供较大的设备空间和能源供应等,而对于侧视雷达遥感,还要求遥感飞机具有全天候飞行能力。
光学生命探测仪:把废墟看得清清楚楚
“蛇眼”就是一种搜索仪器,它的学名叫“光学生命探测仪”,是利用光反射进行生命探测的仪器。仪器的主体非常柔韧,像通下水道用的蛇皮管,能在瓦砾堆中自由扭动。仪器前面有细小的探头,可深入极微小的缝隙探测,类似摄像仪器,将信息传送回来,救援队员利用观察器就可以把瓦砾深处的情况看得清清楚楚。
此外,光学生命探测仪上的探头可以360度旋转,只要废墟上有一个手指粗细的眼,光学生命探测仪就可以伸入,探头在下面旋转后将图像传上来,基本确定被埋人所处的位置和被困地形,在实际救援时可以不伤着被埋压人员。
热红外生命探测仪:在黑暗中也能工作
热红外生命探测仪具有夜视功能,它的原理是通过感知温度差异来判断不同的目标,因此在黑暗中也可照常工作。红外线生命探测仪在感觉人是否存活方面很精确,确保不错过任何仅存一线希望的生者。
它可以完美地帮助救援队员在废墟灾区或其周围定位遇难者的位置。它能够探测并且显示出遇难者身体的热量,从而帮助救援队员很快确定被埋在废墟底下或隐藏在尘雾后面的遇难者的位置,且能经受住救援现场的恶劣条件。
热红外生命探测仪还可用于检测煤矿井下隐性火区分布、火源的位置,亦可非接触性检测井下中央与采区变电所各种开关、接头、变压器的事故隐患,水泵、防爆电机及动力设备(动力电缆)的温升,运输机及运输皮带的发热状态。
声波生命探测仪:能探寻微弱声音
声波振动生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音。人类有两只耳朵,这种仪器却有3—6个耳朵,它的耳朵叫做“拾振器”,也叫振动传感器,它能根据各个耳朵听到声音先后的微小差异来判断幸存者的具体位置。
说话的声音对它来说最容易识别,因为设计者充分研究了人的发声频率。如果幸存者已经不能说话,只要用手指轻轻敲击,发出微小的声响,也能够被它听到。即便被埋人被困在一块相当严实的大面积水泥楼板下,只要心脏还有微弱的颤动,探测仪也能感觉出来,于是救援队员可以确定废墟下是否有人活着。
二氧化碳探测器
在汶川大地震的搜救过程中,日本救援队携带的仪器除了生命探测仪外,还有二氧化碳探测器。这种仪器“体型”很小,只有两个烟盒大小,连有一条胶管,管端附有一枝类似吸管物体,以此探测空气中二氧化碳含量。二氧化碳探测器操作非常简单,将探测器吸管尖端从废墟的缝隙中伸进去,便可以即时测量废墟内二氧化碳的含量。空气中二氧化碳的含量一般为0.03%,若是地震废墟中某个空间的二氧化碳超标,说明其中有人在呼吸,或者近期内有遇难者。
坚固的救援气垫:力撑数十吨重物
地震救灾工作中,找到了幸存者施救时,有时要抬起沉重的楼板。很难想象一个小小的气垫就能完成这个工作。这种气垫比枕头大不了多少,没充气时瘪瘪的,只要有5厘米的缝隙就能把它塞进去。然后用气瓶把里面的气压加到8个大气压,“气鼓鼓”的垫子就能顶起楼板了。气垫的材料相当讲究,最早人们用钢丝网添加橡胶来做,后来改用新型材料高强度芳族聚酰胺。
搜索与救援犬(简称搜救犬)
这次和全国各地一起同赴四川汶川地震灾区的不仅有军队、消防人员、志愿者和各类救灾人员,还有一只只肩负重任和灾区人们希望的搜救犬,为拯救赢得了宝贵的时间。
犬的听觉是人的16倍,嗅觉的灵敏度是人类 的100万倍。我国首次在地震救灾中使用搜索犬是2003年2月的新疆地震抢险;首次在国际地震救援中使用搜索犬是2003年5月的支援阿尔及利亚地震抢险。在国内外的多次地震抢险中,搜索犬都发挥了关键作用,使用搜索犬担负地震救援,填补了我国传统救生搜索工作的一项空白。
漕渡门桥
地震不但会导致房屋倒塌,还会因为塌坡而导致铁路、公路交通的中断。此时,水路可配合空运发挥作用。5月15日,成都军区某工兵团在都江堰紫坪铺水库开始架设漕渡门桥,都江堰通往震中汶川映秀镇的水上道路被打通,大型机械和大批部队进入震中汶川映秀镇抢险。这次使用的漕渡门桥长25.26米,宽6.4米,载重60吨,完全可以运送大型挖掘机械。
门桥是用两个以上桥脚舟和其他部件结合而成的浮桥,按用途可分为漕渡门桥、桥节门桥、打桩门桥和锚定门桥。漕渡门桥实际上是一座长桥的一部分,具有船的功用。由于漕渡门桥采用的是飘浮功能很好的高强度低密度合金、碳纤维等高技术材料,轻便结实,比一般的船更便于运输和搬运。漕渡门桥受水位变化的影响小,靠岸点有较多的选择余地,并可迅速转移渡口位置。漕渡门桥还自带跳板,在河岸坡度合适时,门桥靠岸后将跳板搭在河岸上,车辆即可上下。因此,用漕渡门桥可以及时地运送救援人员、灾民、车辆和救援物资。
液压钳:张口咬断钢筋
如果现场钢筋交错,就要看液压钳的本事了。这种钳子的体积并不大,但是由于应用了液压原理,一把小小的钳子就能把钢筋一根根剪断,为营救工作赢得宝贵的时间。
地震救灾的3C科技不可或缺的救命工具
四川地震,眼前最紧迫的是对人员的救助,如何在光纤通信中断后与外界取得第一次联系,如何在发不出短信时告知救援人员准确的受灾者方位,如何在与亲人失散后尽快得知他们的下落……这些成为地震后牵挂人心的问题。当这些问题摆在面前又被解决时,我们看到了这些本大多应用在我们日常生活娱乐中的3C科技,在灾难降临后第一时间成为了我们不可或缺的“救命工具”。
海事电话:靠它在地震中打通第一个电话
汶川地震破坏了大部分通信光缆、通信基站,使得我们常规的移动电话和固定电话都中断了,而汶川县委书记用海事卫星设备往外打通了第一个电话。在这次抗震救灾中,中国交通通信中心、几大电信运营商紧急调运了大量的海事卫星设备到灾区,海事卫星电话对保持通信通畅发挥了重要作用。
交通部中国交通通信中心副主任殷林介绍,由于海事卫星电话不需要地面通信设备,其终端设备,能把有关信号发到空中,由空中的海事卫星系统接收后,再通过海事卫星系统把信号传输到目的地。因此,海事卫星通信系统主要由同步通信卫星、移动终端、海岸地球站以及协调控制站等构成。现在所有的陆用终端包括手持终端,类似于现在的手机、车载终端和便携式终端。
实时卫星地图:保证地面信息不中断
在这次地震抢险中,美国政府向中国提供了“间谍”卫星帮助中国来侦察灾区的信息,而谷歌等一些互联网公司推出的实时卫星图片也派上了大用场。
实时卫星图片主要由谷歌在全球各地的合作伙伴通过卫星上的高清晰摄像机拍摄,针对此次地震灾区的地点,特意进行了相关卫星的轨道修正。如果不是针对此次地震推出的新服务,平时使用的图片一般为数月到数年之前的历史图片,而非实时观测。
地震发生后,这种实时卫星地图可以解决通信中断情况下受灾地区最新情况的实时更新问题,帮助政府尽快了解灾情,向中国国家地震局和测绘局提供大量数据支持。由于不受通信光缆限制,通过卫星提供的信息和地图不存在中断的可能,有效保证了后方第一时间掌握灾区前方的情况。
医疗冰箱:恒定温度专业存放血液、药品
救灾进入治疗和防疫阶段后,灾区最缺的是药品,以及储存血液和药品的专用冷藏设备。日前,医用冰箱已经装车,向灾区周边救治伤员的医院迸发。医用冰箱中包括血液保存箱、疫苗和药品保存箱。无论从外观还是功能,都与普通家用冰箱完全不同。
血液保存箱是专门用于血液储存的冷藏箱,温度恒定在3-5摄氏度之间,这个温度对血液的保存最适合。
药品保存箱则是专门用于疫苗和药品储存的冷藏箱,温度恒定在2—8摄氏度之间,这个温度对疫苗和生物制剂的保存最适合。
寻亲搜索平台:助用户更快寻找到亲人
谷歌中国紧急发布“亲人搜索”,试图帮助寻找亲人下落的用户更快地获得消息。谷歌中国的工程师介绍说,利用“机器 人工”的方式,谷歌把搜索范围限定到那些专门发布地震消息的网站,并把那些与地震相关包含失踪或遇难人员信息的网站搜索出来,并加以实时索引分类。这个平台旨在帮助一些无法回到灾区的人群,更快找到失散的亲人。
微波通信:速抢通被毁的通信线路
在抗震救灾中,除了卫星通信对应急通信来说必不可少之外,微波通信对于应急通信来说也非常重要。
通信信号的传播方式有光纤传播、点对点的微波传播和卫星传播。在这次地震中光纤传播方式被破坏了,因此微波和卫星就发挥了重要作用。微波通信大约每隔一段距离就要建立起一个高耸于地面的微波接力站,把前一站发来的微波信号自动接收下来经过放大处理后再转发到下一站,这样一站站地辗转相传,就可将微波信号传到终点。这种通信方式就叫“微波接力通信”。
当通信线路遭敌摧毁或受自然灾害破坏,只要将可搬移微波通信系统装载在工程车内(该车被称为微波接力车),接力车开到被损坏的地段,可以迅速开通某两点间的多路微波通信。就能快速抢通被毁的通信线路,保证战场通信联络不间断。
手持GPS设备:通信中断简讯传址呼救
目前一些有GPS功能的手机都可以实现急难救助方案。在通信中断或者没有移动网络的时候,可通过简讯传址功能,以简讯的方式将具备经纬度的简讯群发或是单独发给相同设备持有人,也可以选择发送回中心或是附近救护后援人员。接收到的人可以透过手机里面的导航功能,立即找到发消息的位置。
此次四川地震很多泥石流涌现,很多地方已经找不到原址,可透过照片记录经纬度,做后续的重建工作。目前还有许多地方交通、通讯、电力设施毁坏严重,需要救援人员向后方提供坐标和图片数据,以便指挥中心评估调度力量施救。
北斗导航卫星保救援通讯畅通
灾情危急!救援工作刻不容缓。在救灾过程中,通讯设备具有极其重要的战略意义,但汶川有线、无线通讯的中断却给救援工作造成极大困难。
据悉,我国将使用北斗卫星定位 导航系统辅助救灾的指挥工作,救灾部队携带的北斗系统正在陆续发回各种灾情和救援信息。
据北斗星通导航技术股份有限公司副总裁胡刚透露,北斗卫星导航定位系统作为一个天基导航通信系统、一条摧不垮的“生命线”,特别适合在类似本次汶川地震灾害救援指挥中的应用。
指挥中心对各救援小组的指挥与调度,在灾后救援过程中意义重大。据介绍,北斗能为救援小组或救援车配备卫星导航接收终端,该终端不但可接收北斗卫星的导航信号,还可以用短报文的形式与指挥中心取得联系。指挥人员在监控中心可随时通过监控屏幕关注每个救援小组的位置信息,必要时也可以短报文形式发出监控指令,北斗导航系统一次可传送多达120个汉字的信息。
北斗卫星定位导航系统终端直接通过卫星与指挥中心取得联络,不像移动电话需要通过地面机站,因此,北斗卫星定位导航系统非常适用于此类通讯设施失灵的灾后救援工作。
胡刚介绍,终端用户向卫星发射短信息后,卫星将信息通过北斗地面控制中心和北斗星通运营中心可以发往全国各地的救灾指挥中心,指挥中心将命令处理后通过卫星播发给各终端,整个过程速度非常快,达到秒级,因为北斗卫星在精密授时。精度最高达10-20纳秒(双向),这充分保障了救援工作通讯的实时性。
北斗卫星导航系统,是我国自主研制建设的全天候、全天时、区域性的卫星导航定位系统,具有快速定位、简短数字报文通信和高精度授时功能,是国家安全和经济社会发展的重要战略基础设施。该系统主要用于国家经济建设,为中国的交通运输、气象、石油、海洋、森林防火、灾害预报、通信、公安以及其他特殊行业提供高效的导航定位服务。
地震释疑
汶川地震原因已有初步结论
中国地质调查局初步监测和评价认定,汶川地震是印度板块向亚洲板块俯冲。造成青藏高原快速隆升导致的,震源深度为10千米~20千米,持续时间较长,因此破坏性巨大。
连日来,中国地质调查局召开汶川地震及其诱发的次生地质灾害情况分析会,中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质环境监测院、中国地质科学院,中国地质科学院地质所、地质力学所等单位专家根据调查监测和评价研究结果,对灾情进行“会诊”初步形成三个结论。
一是印度板块向亚洲板块俯冲,造成青藏高原快速隆升。高原物质向东缓慢流动,在高原东缘沿龙门山构造带向东挤压,遇到四川盆地之下刚性地块的顽强阻挡,造成构造应力能量的长期积累,最终在龙门山北川——映秀地区突然释放。
二是逆冲、右旋、挤压型断层地震。发震构造是龙门山构造带中央断裂带,在挤压应力作用下,由南西向北东逆冲运动;这次地震属于单向破裂地震,由南西向北东迁移,致使余震向北东方向扩张;挤压型逆冲断层地震在主震之后,应力传播和释放过程比较缓慢,可能导致余震强度较大,持续时间较长。
三是浅源地震。汶川地震不属于深板块边界的效应,发生在地壳脆——韧性转换带,震源深度为10千米~20千米,因此破坏性巨大。
汶川地震为何损失惨重
美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯日前在接受媒体专访时说,地震短期临震预报仍是世界性难题,精确预测地震的震级和时间目前还无法做到。
精确预测地震震级和时间尚难做到
对地震的精确预测,不仅要预报出准确的时间和地点,还应该预测出震级。琼斯认为,目前世界上还没有这样的技术。
科学界普遍认为,有地震必有断层,有断层必有地震。因此断层的空间分布属于地震预测领域极为重要的信息。目前人类对于断层的研究已经取得了一些进展。琼斯说,与大地震相比,地质断层会频繁发生一些没有大碍的小地震。因此,这就又对地震预测提出了更高的要求,即不仅要预测时间,还须预测震级,这样的预测才有实际意义。当地震发生时,震中沿断层断裂,裂得越远,震级就越大。地震发生时震级的大小,和诱发地震的因素之间不存在关联。在地震开始之前,有关地震震级大小的信息是无法通过对地层的监测获知的。
在中国以及世界其他一些国家,都有不少地震震前预兆的民间说法,比如的异常行为、奇特出现等。琼斯说,这些说法到目前为止,都缺乏十分确凿的科学依据。从另外一个角度说,即便这些异常迹象可以作为预报地震的参数,地震监测人员也不能仅仅依靠某一个单独的异常事件做出地震预报,因其可能只对应极小的发震几率。一旦误报地震,损失往往同样惨重。
分析汶川地震损失惨重的原因
琼斯说,龙门山断裂带是中国西部断层系统中的一部分,在地质历史上,它的形成是由于印度板块向欧亚板块不断俯冲积压,青藏高原抬升,隆起的部分向东移动挤压。与附近的其他断裂带相比,长度要小很多,但长期的挤压隆升使它的纵深深度较大。断层问的接触面足以蓄积足够的应力产生地震。
琼斯说,龙门山断裂带是一个非常重要的断层带,“它被认为是中国境内最危险的断裂带之一”。而且龙门山断层带属于活跃断层,以每年若干毫米的速度在移动,今年的研究记录显示它今年来每年移动15毫米。从地质学上来讲,每年15毫米已经算是很快的。
琼斯说,像这次汶川大地震这么大震级的地震,能够在瞬间将一幢砖木建筑夷为废墟。砖块受到震动时,砖缝之间的灰浆就瓦解了,随之建筑物倒塌,造成人员伤亡。琼斯说,在中国广大地区常见的砖木房建筑物是在地震中最易受损的建筑类型之一。
修订汶川地震级属正常
中国地震局副局长修济刚表示,地震震级是根据不同地方的地震台站所记录到的地震波的振幅和周期来综合测出的,这次汶川地震震级修订是逐步的,是正常的。
中国地震局目前将四川汶川地震震级从里氏7.8级修订为里氏8.0级。针对“这次地震的震级为什么要修改”的问题,中国地震局副局长修济刚说:“地震震级是地震能量的一个标度。它是通过分布在不同地方的地震台站所记录到的地震波的振幅和周期来综合测出的。为了尽快地报出地震的信息,可能一开始使用的台站比较少,随着更多台站数据的参与,精度会越来越准确。所以,对一个相对较大的震级的确定,这次震级修订是逐步的,是正常的。”
在5月12日四川汶川地震发生后,中国地震台网中心利用国家地震台网资料的实时观测数据,速报的震级为里氏7.8级。随后,根据国际惯例,中国地震局组织有关专家利用包括全球地震台网资料在内的更多的台站资料,对这次地震的参数进行了详细测定并计算了震源破裂过程,发现了主震是在1分钟内由多个阶段的破裂组成的多重破裂过程,因此修订震级为里氏8.0级。这与美国利用 全球地震台网最终修订的参数相当。
此次地震释放能量有多大?
有报道称,汶川地震释放的能量相当于400多颗当量2万吨TNT炸药的原子弹。此次地震有无如此巨大能量?中国地球物理学会天灾预测专业委员会常务副主任、中国地震局研究员耿庆国并未否认这种估计。然而他说,“不过,地震释放的总能量通常有90%消耗在地球内部,仅有约10%以地震波的形式传到地表。”
耿庆国介绍说,地震波分为3类:纵波最先到达地面,从而使地面上下振动:接着是使地面发生水平晃动的横波;离震中很远的人们感受到的则是一种表面波,这种地震波只能沿地表传播,且具有较大破坏力。
汶川地震使许多地方的人们感受到大地晃动,据说除黑龙江、吉林、新疆外,全国大多数省市均有震感。这是因为,此次地震属大型板块断层活动。印度洋板块向亚欧板块俯冲,能量从青藏高原向内陆释放。中国地层分为青藏高原板块、华南地区板块、华北地区板块等6大亚板块。四川汶川是地震活跃地区,处于全国6大亚板块断裂带上。这次地震聚集了巨大能量,突然间释放,能量沿着板块裂缝传递,对各板块进行挤压,地层破裂尺度较大,导致其他地区有震感,灾情严重。中国地震局地震预测研究所研究员张国民分析说,这次地震是大陆内部地震,属于浅源地震,破坏力度较大。汶川地震波及范围之大,甚至超过1976年的唐山大地震。
耿庆国说,地震一般发生在地壳或上地幔中,而给地面造成影响的主要是震源不深于60千米的浅源地震。对平均半径为6371千米的地球来说,震源深度只是表面薄薄一层,而地震对地面芸芸众生的巨大危害又使其堪称地球的“皮肤癌”。由于地球自转速度的不均匀性,使得地球内部物质密度分布不均,加之地球内部物质自身的物理化学作用,从而导致地壳岩层变形、断裂、错动,造成地震。
耿庆国说,地震震级是不能草率确定的:“震级每高1级,地震波能量就增加33倍,7.8级的汶川地震,其能量约等于33个6.8级地震”。
它山之石
日本:利用高科技防震救灾
日本能及时,准确地应对灾害,并在灾后迅速救援,得益于日本在防震救灾中使用的大量高科技。
卫星、地震仪一同上阵
日本气象厅和消防厅在全国每个市、町、村至少安设了一台地震仪。同时,防灾科学研究所还在全国各地设置了高灵敏度地震仪1800台,宽带地震仪70台,强地震仪约1 000台。高灵敏度地震仪通过捕捉人们感觉不到的微震,立体监测地壳内部的岩石运动,而宽带地震仪主要监测超长周期的固体潮。这两种地震仪全天候向防灾科学研究所传送数据。
此外,太空中的卫星为防震救灾提供了通信支持。如2006年底升空的技术试验卫星8号,其大型天线使与卫星通信的地面移动终端尺寸缩小到手机大小,使救灾工作更加方便。根据日本宇宙航空研究开发机构2005年4月公布的宇宙开发20年长期计划,日本将有效利用观测卫星和通信卫星应对灾害,用多颗卫星同时观测受灾情况,并构筑能及时通过手机向人们发出警报的卫星网。
手机“报平安”显示用户准确位置
对普通人来说,获得地震信息的重要途径是手机,因此许多防震救灾的技术开发都围绕手机展开。日本总省正以具备接收地面数字电视电波功能的手机为基础,开发一套灾害报警系统。地震、水灾等灾害发生后,如果将地面数字电视的电波发送到这种手机上,处于关机状态的手机可以自动开启。利用这套系统,相关部门能及时向受灾者发送灾害状况和避难路线等信息。
日本SGI等公司则开发出一种在自然灾害发生后确认人身安全的系统,其中的关键装置是可以上网并带有全球定位功能的手机。中央和地方救灾部门通过网络向手机用户发送询问是否安全的电子邮件,用户可以通过手机邮件回答“平安”或“受伤不能动”,这样,在救灾总部的信息终端上就会显示每个用户的准确位置。
通过互联网切断家电电源减轻损失
日本在信息家电和机器人技术方面颇有心得,这两个领域的很多技术被灵活运用于救灾。日本2005年在全国完善和推广了紧急地震速报系统,一旦地震仪捕捉到震源传来的纵波,这一系统能在3—5秒后发布地震速报,电脑接到地震速报后,可在造成灾害的横波到达之前,通过互联网切断连接在网络上的家电设备的电源,减轻灾害损失。
美国:搜救仪器更高效
生命侦测仪是美国新近推出的一种安全救生系统。著名地球物理学家,麻省理工学院博士大卫·席思创造性地将雷达超宽频技术(UWB)应用于安全救生领域,从而为该领域带来一项革命性的新技术。基于这种新技术的安全救生系统——生命侦测仪,成功地解决了多项困扰传统安全救生系统的问题,使搜救工作比以往更迅速,更精确,也更安全,是现在世界上最先进的生命探测系统。生命侦测仪实际上是一个呼吸和运动探测器。雷达信号发送器连续发射电磁信号,对一定空间进行扫描,接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理。如果被探测者保持静止,返回信号是相同的。如果目标在动,则信号有差异。通过对不同时间段接受的信号进行比较等算法处理,就可以判断目标是否在活动。
生命侦测仪可以在30秒内侦测出一定范围内遇险者的移动和呼吸,可以穿透障碍物(例如钢筋混凝土砖墙、柏油层、泥石流和雪崩造成的积雪)进行侦测,不受声音和背景噪音的影响。
地震小常识
什么是地震?
地震是地球内部运动引起的地表震动的一种自然现象。地球上板块与板块之间相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,是引起地面震动(即地震)的主要原因。
地球的最外层叫地壳:地壳下面的部分叫地幔;地球最中心的部分叫地核。地球的平均半径为6370公里左右,地壳厚度为35公里左右,大多数破坏性地震就发生在地壳内。
地球表面,并不是一块完整的岩石,而是由大小不等的板块彼此镶嵌组成的,其中最大的有七块,它们是南极板块、欧亚板块、北美板块、南美板块、太平洋板块、印度澳洲板块和非洲板块。这些板块在地幔上面每年以几厘米到十几厘米的速度漂移运动,相互挤压和碰撞。
地震分为哪几类?
地震释放的能量决定地震的震级,释放的能量越大震级越大,地震相差一级,能量相差约30倍。1995年日本大阪神户7.2级地震所释放的能量相当于1000颗二战时美国向日本广岛长崎投放的原子弹的能量。 地震的类型一般分为:构造地震、火山地震、塌陷地震。
构造地震:由于地下深处岩层错动、破裂所造成的地震称为构造地震。这类地震发生的次数最多,破坏力也最大,约占全世界地震的90%以上。汶川地震就属于此类地震。
火山地震:由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。
塌陷地震:由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。
测定地震的科学术语
震级是地震释放能量的大小。震级小于3级的地震为弱震;震级大于或等于3级,小于或等于5级的地震为有感地震;震级大于5级小于6级的地震为中强震:等于或大于6级的地震为强震,其中震级大于或等于8级的地震为巨大地震。
烈度是地面遭受地震影响和破坏的程度。它们是衡量地震的两把“尺子”。一次地震只有一个震级,但烈度不止一个,离震中近的地方烈度高,破坏大;反之烈度低,破坏小。
震源:地壳内发生地震的地方。
震中:从震源向上垂直对应地面的地方。
震中距:从地面上任一点到达震中的距离。
地震波:当地壳内岩石产生断裂发生地震时,有一部分能量以波的形式向外传播,称为地震波。主要分为纵波、横波和面波。从震原发出的地震波主要分为纵波和横波。纵波引起地面上下颠簸,横波使地面水平晃动,是造成破坏的主要原因。纵波先到达地表,人们感到颠簸,随后才感到晃动,纵波的到达警告人们应尽快做出防备。
地震引起的次生灾害包括:火灾,由房屋倒塌、煤气泄漏和明火引起;水灾,由水坝决口或山崩壅塞河道等引起;毒气泄漏,由建筑物或装置破坏等引起;瘟疫,由震后生存环境的严重破坏所引起。