多功能天文經緯儀

天文經緯儀可測地震方向 這就是雲南省天文台研製成功的“多功能天文經緯儀”。 ”研究人員介紹，通過這台儀器，可以找到引起重力變化的源頭，為地震專家預測地震提供可靠信息。

日前中科院雲南天文台成功研製出第一台多功能天文經緯儀。這台看上去如同大型天文望遠鏡一樣的儀器，可以精確測量地面重力方向的變化，若沿地震斷裂帶布設儀器，能尋找到地下物質密度異常區，為地震專家預測地震提供可靠信息。
天文經緯儀可測地震方向
在雲南天文台內，有一台足有一人高的“大傢伙”，看上去就如同一台大型的天文望遠鏡。每當夜幕降臨，這台儀器將對向天空，對星空進行觀測。
這就是雲南省天文台研製成功的“多功能天文經緯儀”。“可以說，這是目前世界上最高精度的地面天體測量儀器，能高精度測量地面重力方向的變化，研究地下物質密度的變化。”研究人員介紹，通過這台儀器，可以找到引起重力變化的源頭，為地震專家預測地震提供可靠信息。
“一般而言，地震的震源都在地下十多公里以下，有的深達幾百公里，依託現有的技術水平，要打鑽下去，直接觀測，基本不可能。”地震專家介紹，現階段，地震預測主要依靠電磁波、磁輻射、地下水化學分析、放射性元素、大地傾斜、重力變化等，通過綜合分析各種數據來作預報。但這些數據與地震的關係都是間接的，同時受干擾因素較多。
要發生地震，震源區需要經過能量積累的過程，即孕震過程。目前世界各國專家普遍認為地震孕育區受多種應力的作用，積累大量能量，引起周圍重力變化。監測到重力變化，就能發現地下能量的異常聚集，地震部門現在已經能用重力儀測出重力變化大小，但卻測不出重力方向。
中科院雲南天文台成功研製的“多功能經緯儀”本來是天文上用於精確觀測恆星位置變化的望遠鏡，而恆星位置變化是重力變化的一面“鏡子”，如果同時啟動多台“多功能經緯儀”監測，就能測量出重力方向，由此尋找和監測到引起重力變化的源頭，為地震專家預測地震提供可靠信息。
可測到20公里外一根髮絲擺幅
通過多年努力，今年8月份，這台多功能天文經緯儀順利通過了項目驗收。“天文經緯儀”在系統誤差方面非常精確。研究人員介紹，在設計這台望遠鏡的時候，專門加強了其觀測恆星的能力，按照設計目標，望遠鏡每小時可以觀測到40至50顆恆星，如果每晚觀測4小時的話，一天可以觀測近200顆的宇宙恆星，觀測的恆星越多，那么取到的觀測數據平均值就會越精確。
“我們採用多種觀測方式，通過大量觀測，測定的誤差達到±0.02角秒，實現了高精度測量天文經緯度。”據介紹，±0.02角秒的概念相當於在東郊鳳凰山上，可以測出位於20公里開外一個人的髮絲的晃動幅度。
多台儀器可建立地震監測網
“多台儀器可建立監測網，可安置在地震活躍的斷裂帶兩邊的多個固定觀測站，通過連續的天文經緯度的測量，監測多個觀測站的鉛垂線異常變化，尋找地下物質密度異常變化的區域。”研究人員介紹，除了能夠監測地震之外，儀器可以提供給航天和國防部門、測繪部門使用。
儀器究竟在預測地震時能發揮多大作用？研究人員表示，多功能天文經緯儀到底能不能為尋找震源區提供真實、詳細的數據，還需要在實踐中進行驗證。只有在斷裂帶上布置3台或更多台儀器，並經過一段時間的數據收集、分析，加以驗證，才能判斷它是否能真正發揮作用。
■天文經緯儀測震原理
震源區的能量突然釋放，形成強大的地震波，導致震源區周圍的地殼變形、斷裂、錯動和震動等，於是便形成了地震。根據物理規律，當能量積累或釋放時，震源區的物質密度和分布會發生變化，從而引起震源區周邊的重力場變化，即重力大小和方向的變化。 如果是地區的引力發生了變化，那么就會導致“多功能天文經緯儀”原本的基準面發生傾斜，一旦傾斜，觀測到的恆星自然也發生變化。通過這樣的原理，研究人員可以以此來判定地球內部是否發生了變化。（袁海毅）