“5·12全国防灾减灾日”特别报道
2025年3月28日14时20分,缅甸发生7.9级地震。几分钟后,在位于合肥庐江县汤池镇的合肥地震监测中心站庐江地震监测站内,汤池1号井发生井喷,井水激烈喷发至屋顶。
来自地下深处的温泉水不仅可以洗去一身疲惫,还是地震监测中地下流体观测的重要对象。合肥庐江县汤池镇被誉为“中国温泉之乡”,庐江地震监测站就“藏在”汤池的青山绿水间。作为国家地下流体基本站,庐江地震监测站是国内地震地下流体学科观测手段最为齐全的站点之一,囊括了几乎所有的地下流体观测项目。40多年来,地震监测人员在这里持续开展地震监测、预报、科研工作,24小时坚守,全年无休。
温泉井“服役”超40年
5月8日,在庐江地震监测站汤池1号井房,科研人员马力采集温泉水样本。刚下过一场大雨,室外凉风习习,走进井房却像进了暖气房,不一会就开始冒汗。
汤池1号井房
庐江地震监测站位于合肥市庐江县汤池镇,地处郯庐断裂带南段西侧,北侧有梅山-龙河口断裂,南侧有青山-晓天断裂,处于两组断裂与郯庐断裂带的交汇区处。合肥地震监测中心站地下流体观测研究室主任汪世仙告诉安徽商报、元新闻记者,上个世纪七十年代,汤池1号井钻井成功,由于它流量大,水温高,是地震监测理想的观测井。1983年庐江地震监测站在这里建站并将其用于地震监测,至今已经40多年。
合肥地震监测中心站庐江地震监测站
汤池1号井成井327米,有效深度324米,相当于在地下建造100层楼的深度。温泉井为啥能用于地震监测?汪世仙介绍,地震监测分为测震观测和前兆观测,通俗来说,测震观测在“震后”,而前兆观测则是在“震前”,包括形变、地磁、地电、地下流体等多个学科,主要以观测震前各类观测项目数据变化为目的。温泉大多位于断裂带上,常常能够灵敏地反映地壳深处悄然发生的变化,是地震地下流体观测的重要对象。
汤池1号井水温63.1摄氏度,是我省为数不多的自流热水井,也是省内温度较高的温泉井。今年3月28日缅甸发生7.9级地震,震后几分钟,汤池1号井发生了井喷,水位达到4米多,井水喷至屋顶。“温泉井喷是由于地震波传播到这里,挤压地下含水层导致,就像我们用力捏一个装满水的气球,水会喷出来一样。”
给地球做“血常规”
在庐江监测站的数字化观测机房,水温仪、水位仪等设备通过传感器,日夜监测汤池1号井的各项数据变化。
监测人员对水样进行检测分析
合肥地震监测中心站综合室副主任李伸亮介绍,庐江监测站日常主要的监测项目包括水位、水温、气氡、气汞、气氢等。“水位可以观测到0.1毫米的变化,水温可以观测到万分之一温度的变化,尤其是远场大震发生后,水位水温的波动常常非常剧烈。”“氡、汞、氢这3个项目,主要是观测水中逃逸的气体中元素浓度变化。通常地震发生前都伴随着地下结构破坏,深部岩石破裂后这些物质大量逃逸,并随着泉水到达地面,而其中气体的元素浓度就会发生变化。”每天早上,数字化观测机房的数据会被收集并传送到安徽省地震局和国家地震局,用于地震监测和预报科研。
经过40余年的发展,庐江地震监测站已建成国内地下流体学科最为齐全的站点,目前囊括了几乎所有的地下流体观测手段。
在庐江地震监测站的一间实验室里,助理工程师吕睿瑶正在使用气相色谱仪对1号井中采集的水样进行分离检测。“这台仪器主要测试二氧化碳、氢气、甲烷、氦气、氮气等与地震关联度较大的气体。”
监测人员使用氡钍分析仪
国内外地球化学专家研究认为,氦气、氮气对于地震响应非常明显。地震监测人员曾经监测到,在我国西部地区,氢气、氦气的浓度在中强地震发生前,出现数据的异常升高。
另一台离子色谱仪则用来检测水样中的离子变化,是近年来大力推广的地震前兆手段之一。大量研究发现,地震前后水体中离子浓度可能会产生突变,唐山大地震前地震监测人员就曾捕捉到氯离子异常升高。2024年,庐江地震监测站还引进了先进的氢氧同位素仪,可以通过测试地下水中同位素的比值,推演地质变化、地壳的变化、以及地震活动性强弱。
汪世仙介绍,地下流体观测就像是在为地球做“血常规”,任何一个监测数据的异常变化,都可能帮助监测人员捕捉到潜在的地震前兆信息。
多数“宏观异常”与地震无关
破坏性地震是严重威胁人类安全的、恐怖的自然灾害。一直以来,各种“地震前兆”“地震异常”传言此消彼长,热度不减。既然地震时温泉水会发生井喷,那传说中的井水沸腾、鸡不归圈、收音机失灵等也会是地震发生前的征兆吗?
汪世仙介绍,地震监测是科学监测,通常的地震前兆除了体现在地震仪器数据的变化上,地震前也确实会发生各类宏观现象。地震宏观异常一般可分为生物异常、地下水异常、电磁异常等,包括人们常说的动物行为异常、井水位的大幅度上升或下降、井水的自溢自喷或突然干枯断流,收音机等电子设备出现的失灵或者异常等。
“但所有异常现象的起因都可能非常复杂,不是每个宏观异常都是地震前兆,所以不能单纯以宏观异常作为预测地震的依据。”
2024年9月18日肥东4.7级地震发生后,肥东有一位居民反映自家的水井发生了沸腾,井水像被烧开了一样不断翻滚。汪世仙和同事们带着专业设备赶到,经过严谨全面的排查,最后发现是因为地震和干旱导致井水水位下降,潮湿的井壁不断滴水引起水面波动,并产生视觉上的“沸腾”。此前六安有村民同样反映井水沸腾,后来经过地震部门现场排查,证明是水泵漏电所致。
“2023年,巢湖散兵镇有群众反映水里的鱼不断跃出水面,怀疑是不是要地震了。现在我们都知道,那一年合肥周边非常平静。”汪世仙介绍,近年来,庐江地震监测站每年都会处理至少五六起“宏观异常”事件,但多数“宏观异常”是生产生活中种种原因引起的,并非地震前兆异常。
2024年因肥东地震,庐江地震监测站处理“宏观异常”事件多达十多起,后经调查几乎都是地震后的异常变化,并很快恢复正常,不是群众担心的要发生更大地震前的异常变化。
地震预报依然是世界难题
庐江地震监测站是合肥地震监测中心站辖属子站,4位监测人员除了数据监测,还要负责合肥、芜湖、滁州、马鞍山四市的地下流体运维、异常核实等工作,采用新技术、新方法在地震预报等方面持续开展研究和探索。庐江监测站还承担了中国地震局测汞仪比测台站相关工作任务,以及我省各地其他地下流体观测井的水样分析等工作。
数字化观测机房
地震监测是24小时轮班,全年不间断值守,一旦周边地区发生地震,还要第一时间赶赴现场或开展加密监测、数据分析。“节假日不能与家人团聚,已经是大家习惯的工作节奏。”合肥地震监测中心站地下流体观测研究室主任汪世仙表示,破坏性地震可能造成严重的人员和财产损失,正因为如此,地震监测工作才显得格外有意义,必须有人长年坚守,持续攻关。2000年至今,庐江地震监测站全国观测质量评比累计获得前三名90余项,承担各类科研课题50余项,地震监测、科研成果丰硕。
近年来,国家对地震监测工作高度重视,新技术、新手段不断应用到地震监测中,但地震预报依然是世界性难题。“俗话说‘上天容易入地难’,人类可以向太空发射卫星,建造空间站,但截至目前地下探测到达的最远距离依然是苏联实施的科拉半岛超深钻探工程,最终深度为12261米,而地壳的平均厚度就达17公里。”
越来越多的新技术、新设备应用到地震监测中
汪世仙告诉安徽商报、元新闻记者,如果把地球比作一个苹果,地震可能发生在果肉和果核部分,而人类目前对地球的探索仍停留在果皮浅然层。“实现地震预报还需要几代人前赴后继、默默无闻的努力和奋斗。”
安徽商报 元新闻记者 刘媛媛/文 王士龙/摄
通讯员 吴雯雯
审核:马翔宇 编辑:李享 校对:李黎