“在一个观测点上,实时监测,从地下5米至350千米高空的垂直范围,同时有效监测地振动、地形变、地磁场、地下水、气压、大气风场、大气电场等20个物理量。”近日,乐山市青平镇青和村的 “跨圈层扰动垂向观测系统”引起了广大网友关注,纷纷称其为 “超级观测站”,
8月23日,笔者走进观测站,为网友实地打探观测站的“秘密”。
3年选址 10余家单位共同打造
观测站的主体位于一个小山坡上,整个面积约有225平方米,基站的四周用绿色铁栅栏围了起来,门口悬挂着中国地质大学(武汉)、武汉大学、合肥工业大学、南方科技大学、浙江大学、乐山师范学院、中国地震局地震预测研究所、四川省地震局等十余个单位的品牌。
“乐山地处四川盆地的腹心位置,正好在青藏高原、云贵高原和四川盆地落差的垂直地带,北接著名的龙门山断裂带,对地理监测有较强的天然优势。同时还要兼顾站点附近尽量有一个适宜的环境,人为活动要少,电磁环境没有干扰,电力和网络信号还要稳定,这样的地方我们找了三年多时间。”乐山师范学院省高校重点实验室主任、电材学院院长助理青海银是选址的负责人之一,他表示从2016年到乐山考察到最终2020年3月动工修建,历时近4年,其中三年多都是在乐山及周边进行考察,最终选定在青平镇开始动工修建,经过几个月就修建成了。
14种设备监测地球变化20个物理量
“基地最正中的‘白色面包’是‘边界层风廓线雷达系统’,四周的4个圆柱形设备是声呐探测系统,在往外的三个小屋里,分别放置了地震仪、气压计、温度仪、雨量计、专用GPS等设备,小木屋顶还放置了全天空照相机。”中国地质大学(武汉)博士研究生毛志强告诉笔者,在这个基站里主要系统安置了12种监测设备,还有VHF雷达和流星雷达安置在乐山师范学院内,可以从地下5米至350千米高空的垂直范围内,同时有效监测地振动、地形变、地磁场、地下水、气压、大气风场、大气电场等20个物理量。
据介绍,“边界层风廓线雷达系统”可以实时地监测其垂直向上100米至4000米的大气风场,声呐探测系统设备主要针对1000米范围内的温度进行实时监测,全天空照相机每小时都会拍摄一张实时照片上传至网端,专用GPS测量垂直上空电离层的电子浓度变化,乐山师范学院的两种雷达则可以监测不同高度的风场和温度。
位于乐山师范学院的雷达阵列
全天空照相机
声呐系统
全新观测系统打通三圈层开创“上下兼顾”
“以往,研究岩石圈的和研究大气圈、电离层的碰不到一起。科研工作者要么只看地底下发生什么事情,要么只看天上发生什么事情,很少有人既看天上又看地下。”中国地质大学(武汉)陈界宏教授称,这个系统打通了“三圈”,就像一颗“洞察者之眼”,把“看”到的变化及时传回位于武汉的中国地质大学(武汉)数据中心,由研究人员进行分析。这对完善震前多种物理参量异常的时空变化机制、内外源场诱发跨圈层扰动等诸多国际科学难题的研究提供了必要的条件。
“目前观测站已有一些新发现。”陈界宏团队利用这个系统,与中国地震局地震预测研究所一起通过数据分析,发现地震前可能有一种停滞在某个特定空间位置的波动,这种波动可以同时在岩石圈、大气圈和电离层圈观测到。陈界宏教授表示,他们初步猜测当地震前可能会有一种停滞在某个特定空间位置的波动,而这种波动可以同时在三个圈层观测到,同时因为震中区附近地标持续发生低频的地壳振动,从而有可能产生从地下到电离层间的大范围共振效应。
“这个发现的深层意义是,如果是真的,就有机会完善震前异常的机理与模型,了解多种物理参量震前异常的关联性。”陈界宏称,系统的建成将在今后数十年内,为地球科学研究提供有力的数据支撑。