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  • 1 # 地理縱橫

    近期谷歌在地震預警方面,有兩大手筆,一是在安卓手機上安裝一個地震預警系統APP,利用網際網路傳遞,提前一分鐘得到預警訊號。二是利用海底光纜預警地震,可以再提前一分鐘得到地震訊號,做到毫秒級反應速度,並已經得到了驗證,應用價值極大。

    地震發生了,能量的釋放以地震波的形式向外傳播,一般來說,我們可以把地震波分為橫波和縱波,縱波傳播速度快,速度約5~6千米/秒。而橫波卻不同,傳播速度稍慢些,大致在3~4千米/秒,既然兩種波有快有慢,縱波是上下震動,對於樓房來說,破壞性並不是很大,而橫波是左右搖晃對建築物破壞力驚人,我們完全可以利用橫波與縱波的時間差,來進行預報。一般來說地震的震源深度在10公里以上,再結合電光、地磁異常等進行預報。上圖動畫

    在地震多發區,地震測報部門安裝感測器,地震發生時先接收縱波,便可以自動發出預警訊號,透過有線電視網、網際網路傳遞給電視機、行業接收終端、個人接收終端,向人們發出預警訊號。

    谷歌的第一種方法,手機APP方式接收預警訊號,原理與中國目前使用的地震預警系統相同,並沒有什麼新意,也沒有什麼創新,只不過是把感測器安裝在手機裡,實現手機直接預警。手機不離我們身邊,時效性好,非常方便地接收預警訊號,只是在這方面有很大改進。

    但第二種方法就值得我們學習了。我們知道,世界上80%的地震主要集中在環太平洋和地中海——喜馬拉雅帶,近海沿岸鋪設了大量的海底光纜,與地震帶分佈恰好一致,地震發生時,海底光纜受到地殼運動的影響產生機械形變,光纖的變形會導致在其中傳輸的光脈衝訊號發生變化,利用這一點點兒變化來進行地震預報。

    在光纜中,光脈衝以每秒204190公里的速度傳播,這個過程中,光脈衝會由於機械干擾等原因產生失真,接收終端對訊號變化進行分析,檢測到這種失真並加以修正,找出我們發現的地震訊號。

    海底的地震我們很難發現,只能依靠地震波或海水聲波傳播來檢測地震,地震波與海水聲波速度都很慢,不夠及時,因為海水中聲波速度只有800千米/秒,光脈衝以204190千米/秒的速度,縱波傳播速度約5~6千米/秒,如果震中附近剛好有一條光纜,那麼地震資訊可以在幾毫秒內傳達到檢測站。

    谷歌這套地震預警系統很有實際意義,假如海底發生了一次地震,距離震中6千米, 我們利用縱波檢測反應速度只需要1秒,海水聲波6/800=7.5毫秒,光纜只需6/204190=0.03毫秒。

    上面資料表明,谷歌這套地震預警系統,具有很強的優勢,這次唐山古冶地震,古冶多家住戶反映,晚上沒關電視,45秒前傳來震訊:還有40秒地震就來了,如果利用谷歌這套系統可以再提前45秒,與地震同時發出預警,幾乎沒有延遲。

    當然這套預警系統依賴於光纜,有很強的侷限性,內陸地區地震區沒有光纜,沒有這個條件,另外我們即使在地下埋上光纜,由於陸地上震動因素很多,訊號可能不明顯,仍需要完善。

    2020年1月28日,谷歌的研究人員使用海底光纜,在牙買加附近檢測到一次7.7級地震。震中距離谷歌用來檢測的光纜1500公里,確確實實地實現了毫秒級的地震預警

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