從科學(xué)研究的角度看，地震預(yù)報(bào)不應(yīng)是鉆孔應(yīng)變觀測(cè)的唯一目的，用傳統(tǒng)的擺式地震儀記錄地震波也絕非唯一選擇。自從傳統(tǒng)的擺式地震儀誕生以來(lái)就得到廣泛應(yīng)用，取得一些觀測(cè)成果，成為當(dāng)今地震學(xué)不可或缺的觀測(cè)手段。但是，這種手段不能包打天下。傳統(tǒng)的擺式地震儀觀測(cè)的是一個(gè)點(diǎn)的位移，是一個(gè)矢量。
應(yīng)變是位移對(duì)空間的梯度，是一個(gè)張量。應(yīng)變地震觀測(cè)可以提供擺式地震儀不能提供的新信息。應(yīng)變地震儀從來(lái)就是一個(gè)科學(xué)家們希望擁有的科學(xué)儀器。1961年，H.Benioff等人提出了“應(yīng)變地震儀”的名稱，Ｂｅｎｉｏｆｆ ｅｔ ａｌ設(shè)計(jì)制作了一種應(yīng)變地震儀，并根據(jù)其觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了地球自由振蕩研究。但是應(yīng)變儀只給出線應(yīng)變變化，不能給出應(yīng)變張量變化。另外，傳統(tǒng)的基線式應(yīng)變觀測(cè)傳感器一般很長(zhǎng)，不利于觀測(cè)高頻信號(hào)。
近些年來(lái)，用中國(guó)現(xiàn)有的幾種鉆孔應(yīng)變儀陸續(xù)開(kāi)展了地震波觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。中國(guó)地震局地殼應(yīng)力研究所所屬的北京昌平臺(tái)進(jìn)行過(guò)ＲＺＢ－１型四元件鉆孔應(yīng)變儀的高采樣率觀測(cè)，與附近十三陵臺(tái)的擺式地震儀觀測(cè)的遠(yuǎn)震數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者的頻譜很相似。但是，一方面當(dāng)時(shí)觀測(cè)所用儀器出現(xiàn)了壞道，記錄并不完整；另一方面也未記錄到地方震。山西昔陽(yáng)臺(tái)也進(jìn)行過(guò)高采樣率鉆孔體應(yīng)變儀的觀測(cè)，記錄到遠(yuǎn)震、近震和地方震。與附近的擺式地震儀記錄進(jìn)行頻譜對(duì)比，二者也非常一致。但是體應(yīng)變?nèi)鄙俜较蛐裕c張量應(yīng)變儀相比，提供的信息少。美國(guó)和日本也都曾經(jīng)用鉆孔應(yīng)變儀記錄地震波，但是沒(méi)有進(jìn)行更深入的研究。
近年來(lái)，用ＹＲＹ－４型四元件鉆孔應(yīng)變儀比較系統(tǒng)地開(kāi)展了一系列地震波觀測(cè)實(shí)驗(yàn)，取得了大量重要的研究成果，證明這種應(yīng)變儀可以作為應(yīng)變地震儀使用。在此基礎(chǔ)上，我們又在山西忻州開(kāi)始了高密度臺(tái)網(wǎng)的近震實(shí)驗(yàn)研究。
我們首先要檢驗(yàn)在高采樣率條件下觀測(cè)的數(shù)據(jù)是否自洽，然后從不同的方面，對(duì)比鉆孔應(yīng)變地震觀測(cè)和擺式地震觀測(cè)。中國(guó)的四元件鉆孔應(yīng)變觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)先世界，這種觀測(cè)技術(shù)每前進(jìn)一步都是創(chuàng)新。對(duì)于四元件鉆孔應(yīng)變觀測(cè)在中長(zhǎng)周期頻段方面的表現(xiàn)鮮有爭(zhēng)論，需要的是在短周期頻段方面進(jìn)行擴(kuò)展。四元件鉆孔應(yīng)變觀測(cè)在中長(zhǎng)周期頻段的表現(xiàn)，可以用理論固體潮來(lái)驗(yàn)證；在短周期頻段的表現(xiàn)，就要用地震波來(lái)驗(yàn)證。應(yīng)變地震波研究為這種應(yīng)變觀測(cè)應(yīng)用開(kāi)拓了一個(gè)嶄新的廣闊領(lǐng)域，將大大提升這種觀測(cè)的科學(xué)地位。
地震學(xué)是以觀測(cè)為基礎(chǔ)的科學(xué)。歷史一再證明，觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)這種科學(xué)的發(fā)展具有決定性意義。應(yīng)變的張量性質(zhì)決定了應(yīng)變地震儀與擺式地震儀的本質(zhì)區(qū)別。這種新觀測(cè)技術(shù)將為地震學(xué)提供新的數(shù)據(jù)資源，開(kāi)辟應(yīng)變地震觀測(cè)研究的新領(lǐng)域。應(yīng)變地震儀不會(huì)替代傳統(tǒng)的擺式地震儀，而是進(jìn)一步將兩種地震儀結(jié)合使用，發(fā)揮更大的作用。
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