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学科简介

  地震学是地球物理学的一个分支学科,运用物理学的概念和方法,研究地震波在地球内部的传播、地球内部的结构和物理性质、地震的成因和发展过程、地震的孕育和地震的预测等科学问题。

手段、数据

  观测是地震学家研究地震和地球内部结构的主要手段;地震仪记录到的地面运动是地震学家开展研究工作的基本数据。地震仪最早可以追溯到中国东汉时期张衡发明的候风地动仪,但是这台仪器只能记录地震波到来的方向,故也称为“验震器”。现代意义上的地震仪出现于19世纪末,主要利用惯性原理和弹性原理来记录地面的运动。在地震仪器的改进过程中,电子放大技术的引入发挥了重要的作用。

  大约从20世纪70年代开始,人们逐渐将电子反馈技术和数字化技术引入地震记录,从而拓宽了地震记录的频带宽度(即同时可以记录到频率很低和频率很高的地面运动),扩大了地震记录的动态范围(即同时可以记录到很微弱和很强烈的地面运动)。宽频带地震观测的实现使地震学家可以在一个比较宽的频带范围内研究地震,其意义类似于天文学中的X射线天文学的出现;大动态的地震观测的实现使地震学家有可能在距离地震很近的地方对地震进行直接的近距离观测,其重要性与天文学中的近距离行星探测相当。观测的进步给地震学带来一系列重要的进展,其中最重要的是地震学家研究地震和地球内部结构的分辨率有了很大提高。地震学与地质学的界限开始变得模糊,这两门学科的结合为认识地球在漫长的地质年代中的沧海桑田式的变化提供了新的手段。

数字化技术

  但是另一方面,数字(宽频带)地震学却并不像原子物理学或分子物理学那样成为一门独立的分支学科,这是因为在模拟记录作为地震观测主体的时候,“数字(宽频带)地震学”的说法有助于将数字化、宽频带的地震观测与模拟的长周期或短周期地震观测区分开来,然而等到所有的地震观测都成为数字化、宽频带,此时再叫“数字(宽频带)地震学”也就变得毫无意义了。

难题

  地震预测至今仍是世界性的科学难题,如同宇宙的起源至今仍是世界性的科学难题一样。但是,正如射电望远镜的出现给天文学和天体物理学带来的进展一样,数字地震学的出现也使地震学家在征服地震预测这一科学难题的征途上前进了一大步。

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