用地震波給地球做“CT”

你知道嗎，地球就像雞蛋，地殼相當于外面的蛋殼，地幔相當于里面的蛋白，金屬質的地核（內核）則相當于蛋黃。地幔的頂部和地殼也被稱為巖石圈，再向外還有水圈和大氣圈。其中有生命存在的空間又被稱為生物圈。

作為生物圈的一員，人類從未停止過對地球母親的探索。近年來，我國提出深海、深地、深空等領域的高科技探索計劃，并取得一些突破性的進展。比如，我國研發的“奮斗者”號深潛器已經到達10000多米深的馬里亞納海溝底面；“天問”一號火星探測器已成功著陸火星；而人類在陸地上鉆探的最大深度為12262米，這個被稱為“科拉超深鉆孔”的鉆洞的深度只有陸地地殼平均厚度的三分之一，和6300多千米的地心深度相

地球到底怎么震

為什么有些地方好像經常發生地震，有些地方卻不會呢？

其實大多數地震是由地殼板塊運動引起的，在板塊交界處更容易發生。地殼并不是連續完整的，而是由若干厚薄不均的板塊組成的。一旦板塊之間發生擠壓錯位或者斷裂，就容易引發地震從“事故現場”產生的振動會向四面八方傳播出去，這就是地震波。

在地球內部傳播的地震波有兩種，一種叫縱波，也叫P波，它的波動方向與傳播方向相同，最先到達地面，能夠引起地面物體的上下振動。另一種叫橫波，也叫S波，它的波動方向與傳播方向垂直，隨后到達地面，能夠引起地面物體的左右振動，它也是引發房屋倒塌、橋梁損毀的元兇。此外，地震還能引起山體滑坡、泥石流、雪崩等一系列災害，洋殼板塊運動造成的地震還容易引發海嘯。

地震預報和地震預警

由于地震的成因復雜，現在我們還不能像預報天氣一樣，進行準確的地震預報。不過，目前我國已經建成覆蓋全國的地震預警系統。當地震監測網絡接收到縱波信號后，會快速分析出震級烈度、震源深度等相關數據，并借助電磁波傳播速度比地震波更快的特性，趕在破壞力更強的橫波到達前發出預警信息，為大家爭取數秒至數十秒的逃生時間。

能量巨大的地震波還有一個過人之處，它們能夠穿越地球。有趣的是，地震波在地球內部的“旅行”并不是暢通無阻的，縱波和橫波在經過不同的地質成分時，會發生不同程度的損耗、減速、反射、折射、衍射等現象。通過分析接收到的地震波形數據，科學家就能夠重建地下那些看不見的結構。這就和使用×射線為病人做CT檢查的原理類似。

可是這臺天然的“CT機”顯然不受人類控制。如果我們需要調查的地質區域并沒有發生過地震，該怎么辦呢？以前的地震波形數據不夠精確，又該怎么辦呢？

那就現造一個吧！這就是地震勘探，地質勘探工作中的重要手段之一。這里的地震當然就是人造的，比如早期的雷管炸藥，現代的氣槍、無人機高空投鉛球等人造震源，地質工作者們會根據自己的研究目的，選擇合適的波段和震源位置，隨后在監測點接收地震波信號，從而分析

得到地球某區域的“CT診斷圖”

這樣的圖像有什么用呢？首先，當然是幫我們提高地震預警能力。目前我國正在實施“透明地殼”科學計劃，未來將建立中國大陸殼幔三維精細結構模型，從地球深處搞清楚地震發生規律。除了防治地質災害，對地下的能源、礦產資源進行精準定位、儲量估算，為制定合理高效的開發計劃提供依據，從而助力我國的經濟發展，也是地震勘探的重要任務。此外，在我們的城市規劃和建筑設計工作中，也需要地震勘探地下巖層結構、評估地質災害風險等過程，為城市建設工作提供參考數據。