細(xì)想起來,加州圣安德烈斯地段鉆井觀測地震活動(dòng)的設(shè)想,首先是由USGS科學(xué)家于1989年洛馬普列塔地震之后正式提出來的。當(dāng)時(shí)的地震觀測表明,微小地震絕大部分發(fā)生于該斷層深部10-12公里之處,于是有感于鉆井去實(shí)際監(jiān)聽這種活動(dòng)。1999年7月國家科學(xué)基金會(huì)理事會(huì)一致批準(zhǔn)了建觀測井計(jì)劃,同意撥款1600萬美元作為設(shè)備基金,另撥1500萬美元用于6年的研究工作,該工程啟動(dòng)于2001年11月,2005年中完成第一階段5公里的任務(wù)(實(shí)際上2004年6月完成3800米的任務(wù),因故尚未達(dá)到5000米)。這項(xiàng)工作實(shí)施的同時(shí),另一項(xiàng)任務(wù)也開始了,即耗資5億美元,沿加州圣安德烈斯斷層布設(shè)1000個(gè)監(jiān)測臺(tái)站計(jì)劃,由GPS記錄地應(yīng)力的長期變化(GPS記錄數(shù)據(jù)用來描述地殼板塊的長期運(yùn)動(dòng),板塊之間的緩慢摩擦和碰撞產(chǎn)生應(yīng)力,正是通過地震來釋放,這種運(yùn)動(dòng)已證實(shí)與地震有關(guān)),而應(yīng)變儀測到的數(shù)天或數(shù)小時(shí)尺度的地形變,是快速變化,GPS是記錄不到的。科學(xué)家說,要想全面了解地震發(fā)生的背后還有哪些作用力,尚需地下深部的證據(jù),因此需要打深井5—10公里,以便測量該處的地質(zhì)活動(dòng)資料,這是不可或缺的觀測資料。深井觀測能夠觀測到地震的成核過程,特別是地震發(fā)生前的無震相位。加上該斷層的臺(tái)陣計(jì)劃(利用地震流動(dòng)臺(tái)監(jiān)測地球構(gòu)造活動(dòng))等計(jì)劃構(gòu)成了地球透鏡計(jì)劃,使我們更好更精細(xì)地了解地震的物理過程。在帕克菲爾德建立深井測點(diǎn),主要目的是找出證據(jù)表明,在圣安德烈斯斷層周圍,地殼地震中的滑動(dòng)或蠕動(dòng)是剪應(yīng)力處于極低水平時(shí)發(fā)生的。了解地殼斷層是如何失去其作用力,對于了解地震構(gòu)造和減災(zāi)是很重要的。鑒于目前對斷層帶地震活動(dòng)了解甚少,無法進(jìn)行可靠的短期地震預(yù)報(bào),所以,實(shí)施地震透鏡計(jì)劃是地震預(yù)報(bào)科學(xué)界所期望的。據(jù)2004年帕克菲爾德地震發(fā)生后,該處深井(實(shí)用深度為3200米),已于2008年4月正式組織了科學(xué)項(xiàng)目的觀測,取得了有效的觀測數(shù)據(jù)。另據(jù)USGS項(xiàng)目處負(fù)責(zé)人在日本學(xué)術(shù)界做演講時(shí)稱,美國的地球透鏡計(jì)劃凝聚了眾多地球科學(xué)家的努力,實(shí)施的結(jié)果令人滿意,同時(shí)吸引了地學(xué)同行的參觀訪問和座談(有的稱為探地的阿波羅,有的說過去上天無門,現(xiàn)在門已大開,入地?zé)o路,現(xiàn)已到達(dá)3公里、5公里、12公里的深度,意味著研究思路的開拓),到場參觀學(xué)習(xí)的國家有日、英、德、澳大利亞、土耳其、希臘、波蘭、法等,像日、希和俄國也建起了深部探井,開發(fā)了儀器設(shè)備,進(jìn)行了地殼淺部物理探測試驗(yàn)場的工作。
作者:崔秋文 陳長林 陳英方