土地電測量法的改進及新發(fā)現(xiàn)

地震預測是舉世公認的世界難題，它的復雜性令人望而生畏。部分學者甚至已經(jīng)悲觀地宣稱：地震是不可預測的。

長期的科學觀測已充分表明，每一次地震前后尤其是發(fā)震過程中，都存在電磁異常現(xiàn)象，這些異常不僅包括電磁波、地電場、地電流以及對應的大氣電場的異常變化，也包括地光、地聲、地熱、紅外輻射、地形變以及狂風暴雨之類的氣象異常。多數(shù)地震學家把這樣的電磁異常視為地震的伴生現(xiàn)象，即所謂地下巖石破裂產(chǎn)生的“壓電效應”導致的，并做了許多實驗“證實”這樣的觀點。

然而，如果僅僅通過對地應力的觀測，并不能對地震作出可靠的預報。人們倒是通過對地電的觀測，找到了地震預測預報的希望所在。

地球表面存在著天然的變化電場和穩(wěn)定電場，總稱為地電場。其中由地球外部的各種電流系在地球內(nèi)部感應產(chǎn)生的電場稱為自然電場，由地球表層內(nèi)礦體、地下水和各種水系產(chǎn)生的電場稱為自然電場。地電流猶如大地血脈，它的存在和運動很早就被人們發(fā)現(xiàn)。

英國人Barlow在1849年利用得比的電信線路，證實了地電流的存在。不過，發(fā)現(xiàn)地震也會產(chǎn)生地電流異常的，要歸功于Vadey，他對1871年3月17日加拿大地震的觀測，才確認了這一現(xiàn)象。后來，日本對1923年的關(guān)東地震和1949年的鳥取地震都取得了地電流異常的震例。我國是在1966年邢臺地震之后起步的。

地電場的觀測簡單易行，成本低廉。在地下相距幾十米到百米遠的地方，埋放兩個鉛板，再用導線分別連接到電流表(毫安表)或電壓表(毫伏表)的兩端，就能從表頭上觀察到指針的日變化、年變化特征，這種方法是不需外加任何人工電源的。

20世紀60～70年代，我國的許多廠礦、學校和農(nóng)村都開展過地電觀測，是群測群防的重要手段之一，老百姓給了它“土地電”的美稱。

但是土地電異常的真假難辨確實為工作帶來了極大的困難，造成這些異常的最主要因素是金屬電極的化學電位極其不穩(wěn)定，加之自然電場的復雜變化，使微小的地震信息湮沒其中。

在技術(shù)水平有限的客觀條件下，我國于20世紀80年代初，決定暫時淘汰土地電方法。中國的土地電觀測銷聲匿跡之時，西方卻紅紅火火地發(fā)展起來。希臘雅典大學有3位，教授，他們從1981～1983年開始了新型土地電的觀測研究，1991年建立了數(shù)字化觀測系統(tǒng)。截止1998年的15年間，對11次5.5級以上的地震居然做出了8次成功的預報。希臘把這種觀測方法以3位學者的第一個字母命名為VAN，從此VAN方法響徹全球，直到今天。

此外，我國的郝建國與張云福兩位專業(yè)地震工作者總結(jié)了20多年地震監(jiān)測預報實踐撰寫的專著《地震靜電預測學》中也明確提出：通過對震前動物異常、地光等公認宏觀地震前兆成因機理研究以及地電、大氣電觀測研究結(jié)果的綜合分析后得出：震前電場異常確有可能成為開展可靠地震短臨前兆觀測研究的理想領域之一。

他們指出：震前靜電異?，F(xiàn)象不是個別或孤立的現(xiàn)象，而是普遍存在的前兆異?，F(xiàn)象?！八欢ㄅc地震的孕育或發(fā)生存在有某些內(nèi)在的聯(lián)系或關(guān)系。”

傳統(tǒng)的土地電通常采用挖坑布極的方法進行測量。在本文中，我們對測量方法作了改進，采用樹干布極的方法。另外我們也觀測了飛機、氣象等因素都地電流的影響。

一、實驗原理圖

傳統(tǒng)的挖坑布極圖如圖1所示，選擇開闊地段分布電極，遠離河流、水庫、渠道、植物繁茂之地以及電器設備、高壓線、地鐵、有線廣播等人工電場設施。為了避免工業(yè)和生活垃圾作為原電池的電解質(zhì)，電極周圍用挖好的原始土填好。

在實驗中，我們采用了一種新型的布極方法——樹干布極，如圖2所示，利用樹根作為天然的同極電極，我們這樣的改進使得測量和布極簡化了許多，特別適合在大中城市推廣。

二、實驗結(jié)果與討論

1 樹干布極的可行性

我們利用樹干布極進行地電流的測量，每隔10分鐘測一個數(shù)據(jù)，如圖3所示，發(fā)現(xiàn)地電流確實是存在的，并且會出現(xiàn)一定的波動。

2 空中飛行物對地電流的影響

我們測量了飛機經(jīng)過前后土地電流的變化情況，繪制了如圖4所示的地電流變化圖。

從圖中我們發(fā)現(xiàn)，有飛機經(jīng)過時地電流發(fā)生了明顯的變化，說明飛機飛行時對大氣(地)電磁場的分布會產(chǎn)生很大的影響。

3 天氣狀況對地電流的影響

我們測量了在不同的天氣情況下地電流的值，得出如下圖5所示。從圖中可以看出，天氣變化對地電流有著顯著的影響，其中陰雨天的地電流明顯地高于晴天。

4 結(jié)束語

在本文中，我們通過對地電流的測量，發(fā)現(xiàn)其會受外界因素的影響而發(fā)生明顯的波動。

(1)當飛機飛過時，土地電明顯變化?；诖?，我們完全可以假設一種全新的軍事預警技術(shù)——“無聲崗哨技術(shù)”，“隱形飛機”能夠躲過雷達，但不能抹掉土地電變化的痕跡。

(2)天氣變化也會影響地電流的變化，這點給我們一個重要的啟示，如果深入研究，有可能創(chuàng)造一種新型的天氣預報——利用地電流的變化來預測天氣變化。