中国故事|在冰山与地火之间聆听“地球脉动”

5月的中国大地,绿意盎然。但在东北之巅长白山,寒风依旧裹挟着白雪。游客们裹紧羽绒服争睹天池奇观,但鲜为人知的是,脚下的这座山,是世界地质史上喷发规模最大、灾害程度最高的火山之一。如今,它依然在“呼吸”。

就在这冰山与地火之间,坐落着中国规模最大、监测手段最为齐全的火山监测站——吉林省长白山天池火山监测站。它的观测数据不仅为中国火山地震预警和防灾决策提供关键支撑,更成为全球火山研究的重要样本。

冰山之上守“地火”

从长白山脚下的二道白河小镇出发,绿意逐渐被积雪覆盖。进至半山腰,山坡上一栋三层小楼映入眼帘。楼内,工程师宫振盯着屏幕上不断跳动的波形,仔细地寻找着来自地下深处的信号。

这信号,展示着长白山的“另一面”——具有潜在灾害喷发危险性的多成因复合火山。它的美丽得益于此,危险也蕴藏其中。发生在公元946年的长白山“千年大喷发”,火山灰甚至飘到了格陵兰岛,是全球有记录以来规模最大的火山喷发事件之一。

20世纪90年代中期,中国火山学家建议,为及时掌握长白山地下的地质活动,提升中国对火山活动的预警、科研能力,应在长白山开展常态化的火山监测工作。1999年中国地震局与吉林省政府共同设立吉林省长白山天池火山监测站。

最初的监测站,位置选在距离天池仅3.5公里的半山腰上,由一栋三层小楼、观测山洞组成,被大家称为“山上站”。二十多年间,随着监测范围的不断扩大,长白山天池火山监测站陆续建设了山下的“中心站”与若干监测子台,覆盖了长白山北、西、南的三个坡面。站内的工作人员,也从最初的寥寥数人增加到了现在的10人。

长白山地处东北边陲,站里大多数工作人员家都在外地。监测站总工程师刘国明说:“雪季漫长,不少同事都连续十几天坚守在山上,大家像习惯下雪一样,习惯孤独。”

长白山会喷发吗?

“长白山会喷发吗?”刚有孩子的那一年,年轻的工程师仲广培时常会在值班的时候思考这个问题。其中既有着一名科研人员对火山研究的好奇,也饱含着一位父亲对孩子未来的担忧。

长期的观测,让监测站的研究人员对这个问题,已有了十分严谨的判断。“长白山的确在2002年至2005年发生过一次岩浆扰动现象,但目前仍处于平静状态。”

监测站站长孔庆军介绍,针对长白山地区的火山活动情况,目前站点已积累了连续二十多年的测震、流体、形变数据。监测站还与中国地震局地质研究所、中国科学院地质与地球物理研究所等众多科研机构达成合作。“长白山火山背后的秘密正一点一点被揭开。”孔庆军说。

实际上,获得这些数据并不容易。孔庆军说:“过去没有光纤传输,地震事件的监测数据大多被记录在野外站点的本地硬盘上。每隔十几天就需要去人工取数。”

近年来,随着长白山地区基础设施的完善,多数野外站点都用上了光纤或无线网卡,数据传输不再像当初那么困难。但由于长白山的气候条件十分恶劣,野外监测设备仍饱受狂风、暴雪、雷电的威胁。

负责野外设备维护工作的仲广培,最长曾连续去野外工作了一周时间。从小就在长白山余脉长大的他,虽然嘴上说着“看厌了”山里的风景,但每当有子台出现数据中断,他总会立刻动身出发。他说:“数据连续对火山监测来说很重要。”

“天、空、地、泉”监测格局初步形成

长白山下的“中心站”内,刘国明正对着新建的数据大屏皱眉思索。屏幕上,监测设备感知的振幅如心电图般起伏,自动拟合的数据模型精准辨识着每一次异常变化,提供着潜在的地震事件信息。

时针回拨到1841年,科研人员在意大利的维苏威火山建设了全球首个火山监测站,开启了人类系统监测火山活动的先河。70多年后,美国在夏威夷基拉韦厄建成全球首座现代化火山监测站,推动火山监测迈向科学化、技术化新阶段。

相比之下,中国直至20世纪90年代才开始开展火山监测工作,很长一段时间内,都面临着数据匮乏、设备短缺、技术落后等问题。

“火山喷发周期较长、喷发事件几率又小……我们必须同国内外科研机构广泛合作与交流。”刘国明说,依托申请的科研项目,站内科研人员曾赴意大利、美国等多国火山监测站交流学习,甚至有机会目睹火山喷发的过程。

随着学术知名度的提升,监测站还与美国、日本、意大利、俄罗斯等国的知名专家和火山监测机构建立了常年合作关系。长白山也成为了这些专家到访中国的必经一站。

如今,在国家对长白山火山监测项目的持续投入下,长白山火山监测站的技术手段不断丰富,基于卫星遥感、无人机航空仪器、地面监测等多种手段“天、空、地、泉”四位一体的监测格局初步形成。同时,作为科技部国家重点野外科学观测研究站,长白山站已经成为监测、研究、科普、宣教和对外交流与合作的重要平台。

孔庆军还介绍,在吉林省地震局支持下,目前监测站正开展长白山天池火山预警系统建设升级工作。升级后,长白山地区的监测子台数量将增加至18个;基于人工智能的火山监测预警平台,也将帮助研究人员进一步识别、预警潜在的火山活动。

午后,风雪渐歇,阳光力透云层。望着远处若隐若现的长白山主峰,孔庆军说:“未来这里会成为世界一流的火山监测站。”

THE END
0.研究队伍吉林长白山火山国家野外科学观测研究站是我国在火山学观测和研究方面设立的特色野外站,其坐落于吉林省东部的长白山火山区,是由中华人民共和国科学技术部设立,中国地震局地质研究所和吉林省地震局联合组织实施的地球物理学科野外重点观测研究站。长白山火山国家野外科学观测研究站通过涵盖测震,形变,水化,遥感技术等为一体的监jvzquC41gs3jiu3ce0io1‚ofy65jpmjz0jznn
1.全国中小学生研学实践教育平台长白山管委会地震局,成立于2013年,是长白山保护开发区地震工作机构,与隶属于吉林省地震局的吉林省长白山天池火山监测站合署办公。2013年10月被长白山保护开发区关心下一代工作委员评为青少年科普教育基地,2018年6月11日被长白山管委会教育局授予青少年科普教育基地,2018年10月31日被教育部批准为2018年全国中小学生研学实践jvzquC41|v4zm}3gfwvp7hp1{qu1‚pv{zpe1‚}ull0lm581Hg48>6hfd;g7:997hgc2<5:d:jcgk7gc74ivv
2.长白山火山监测站长白山火山监测站位于吉林省安图县二道白河镇,占地面积11000平方米。为加强吉林省火山监测,1999年建成长白山天池火山监测站, 2006年建成长白山火山监测站,隶属于吉林省地震局,现有工作人员11人。 长白山天池火山监测站为国家基准台,2001年被科技部定为国家重点野外科学观测试验站,成为集测震、形变、地电和流体观测的综合jvzquC41yy}/xxqecpu/cl3ep1Ed?r+c?kRju}+ekfC38
3.吉林长白山火山国家野外科学观测研究站2024年6月14日至17日,长白山世界地质公园与世界生物圈保护区可持续发展研讨会在长白山保护开发区举行。来自相关领域的专家学者、行业代表180余人参会。 以中国地震局地质研究所和吉林省地震局为依托单位的吉林长白山火山国家野外科学观测研究站与长白山世界地质公园签署合作谅解备忘录。 吉林长白山火山国家野外科学观测研究 jvzquC41xqrdcwt0qtm/ew4ygdyjvn4pgyy0fnyckn5jf870jvsm
4.吉林长白山火山国家野外科学观测研究站为动态分析我国主要火山监测资料,研判火山活动趋势,总结前期工作经验,交流火山监测新技术和方法,并研究部署下一步火山监测工作,2023年11月29-30日地质所在广西涠洲岛举办2023年度全国火山活动会商会。 本次会议由中国地震局地质研究所主办,广西壮族自治区地震局协办。来自内蒙古自治区地震局、吉林省地震局、黑龙江省地震局jvzquC41xqrdcwt0qtm/ew4ygdyjvn4pgyy0fnyckn5jf8:0jvsm
5.长白山火山综合地球物理教育部7月11日,长白山火山综合地球物理教育部野外科学观测研究站工作研讨会暨局校合作——共建中国地震局火山研究所工作研究会在长白山天池火山监测站(长白山管委会地震局)召开。来自吉林大学、吉林省地震局、长白山管委会、长白山管委会地震局、长白山天池火山监测站的20余位领导和专家参加会议,会议由吉林大学地球探测科学与技术学院院长曾昭jvzq<84iguz/luz0gf{/ew4kphu03988139397mvo
6.吉林长白山火山国家野外科学观测研究站中国地震局地质所举办“中美火山论坛”国际会议 科学研究 更多 科研项目论文 2024-03-22 基于人工智能的火山岩露头区岩性识别及验证 2024-03-15 吉林龙岗火山群金川地区晚更新世火山喷发序列研究 2024-03-08 长白山火山地震自动检测与分类技术应用 2024-03-05 jvzquC41xqrdcwt0qtm/ew4
7.吉林长白山火山国家野外科学观测研究站目前长白山火山地震的检测定位和分类工作主要靠人工完成,相比于人工智能检测,人工检测地震存在漏检多,分类不准确现象。本研究拟开发适用于长白山火山区的震相到时自动检测算法和地震分类模型,对长白山火山监测站建站以来记录的连续波形数据进行扫描,实现长白山火山地震自动检测与分类,获得科学、完备的火山地震目录(含分类),为jvzquC41pqxt/lgu0xumejsq0ci/ew4ygdyjvn4uvwjz1mjvckr0km4440nuou