在世界范围内，地震的精准预测还是个困扰科学界的难题。不过近年来，随着节点式地震仪、分布式光纤等密集地震台阵观测手段的发展和大数据人工智能技术的革新，地震学的发展迎来了全新机遇。如何挖掘密集台阵的发展潜力、推动密集台阵探测技术的研究创新？6月16日至19日，密集地震台阵壳幔结构探测新技术与新应用研讨会暨第六届密集台阵学术会议在南方科技大学举行。会议聚焦密集台阵探测技术的理论研究、方法创新等课题，吸引了来自国内外八十余所知名高校、研究机构近400名专家学者参加会议。

为地下结构做“CT”意义重大

本次会议由南方科技大学和中国地球物理学会中国大陆动力学专业委员会主办，上海佘山地球物理国家野外科学观测研究站、中国科学院地质与地球物理研究所和中国地球物理学会地震学专业委员会协办。

节点式地震仪因为其便于携带的特性，因此被地球物理学家广泛应用在不同区域的科学研究上。而不同的布设方式，对于不同的科学问题又会有不同的作用。近年来计算机和存储的发展使得数据处理的算力大幅提升，这个时候“密集台阵”就应运而生了。密集台阵得益于其布设的密集性，能够对区域地球物理问题有着很好的解决能力。密集台阵技术是近几年来普遍使用的区域研究的技术手段，也使得地球物理学科有了一个质的飞跃。

会上，南方科技大学海洋科学与工程系系主任陈永顺教授在致辞中表示，此次研讨会聚焦于如何更好地利用密集地震台阵的观测手段，深入探索地球内部的奥秘。希望通过与会专家们的深入研讨，能够推动地震学领域的发展，进一步提高地震预警与监测的准确性，为社会的安全稳定贡献力量。

为何研究密集台阵观测技术具有重要意义？中国科学技术大学讲席教授张海江在接受记者采访时坦言，“人们都很关心地震什么时候、什么地点会发生，震级多少，这是地震预报的三要素，但是目前地震还很难实现精准预报。因为就像天气预报需要对影响天气的云团、风向等进行细致分析一样，地震预报也需要对地下结构的变化和应力分布进行分析，但以目前的技术手段，很难去真正了解地下结构和应力的变化。”张海江将对地下结构的精准观测比喻成医生确诊前需要为病人“做CT”，而密集地震台阵就是为“地下CT”提供了可能，“通过精细成像，把地下断层的精细结构及随着时间的变化确定出来，再附加其它监测手段，某种程度上就接近实现对地震的预测。”

观测手段迭代或让地震“可预测”

密集地震台阵在诱发地震监测、火山和盆地精细结构、大陆构造活跃区壳幔结构和城市地下空间探测方面已得到广泛的应用。国内外学者在该领域开展了大量的研究工作，积累了丰富的成果，并在基础理论和观测应用上取得了突破性进展。此次为期两天的研讨会为全国地震学研究者提供了共享和交流的平台，各参会代表展示了密集地震台阵在壳幔精细结构探测等领域的最新研究进展，众多专家学者就各专题报告进行深入探讨，相互学习经验技术，为我国地球物理观测基础科学的发展助力。

研讨会分为特邀报告、学术报告和海报展板交流三个部分。在特邀报告环节，陈晓非院士介绍了高阶面波成像新技术及其应用于密集台阵的可行性和优势；陈永顺教授介绍了基于密集台阵反演华南岩石圈三维S波速度结构的新进展。在学术报告环节，来自北京大学、中国科学技术大学、中山大学、香港中文大学、吉林大学、成都理工大学等高校和中国科学院地质与地球物理研究所、中国地震局地球物理研究所等研究机构的专家学者围绕密集台阵观测新方法和新技术的研究进展、基于节点式地震仪和分布式光纤的密集台阵技术在壳幔结构和城市地下空间探测研究中的应用等主题对各自研究工作进行分享。在海报展板交流环节，共展出青年学者发来的77张海报，与会人员就海报展板内容进行了细致深入的讨论和交流。

张海江表示，地震学研究本身就是一个高度交叉的学科，随着科技的发展，特别是人工智能手段的应用，地震学研究也有望取得突破。“通过人工智能，我们可以对海量的地震数据进行处理，识别出潜在的前兆信号。在这些技术手段的助力下，如果密集地震台阵的观测和分析手段再不断完善，我认为，虽然前面还有很长的路要走，但科学界正在向着地震预测的目标不断前进。”

为地震学科研贡献南科智慧

粤港澳大湾区处于地震活跃地区；深圳外海的滨海断裂带在历史上曾发生过地震；深圳这样一个飞速发展的城市，对地下空间的利用和城市规划的安全性要求很高……这些因素都决定了，在深圳开展地震相关研究具有很强的现实意义。南方科技大学海洋科学与工程系党委副书记郭震副教授告诉记者，虽然南科大的地震学研究开展时间不久，但已经取得了不少的成果。

分布式光纤地震仪，是近几年迅速发展的地震研究 “利器”。郭震向记者介绍说，光纤除应用于通信领域外，因其无需供电、耐高温高压、可分布式测量及长期监测等优点，近年来还被作为传感器用于测量应力和温度等物理量。“只需利用已经铺设好的地下光纤，以光信号调制解调器，就可将光纤变成‘地震仪’，这种技术已经取得了飞速发展，有望对地震的预测做出贡献”，郭震说，这种技术已经在城市空间的地下监测里得到了实际应用。南科大与广东省地震局合作，在新丰江水库布设并长期运行的分布式光纤实时地震监测系统、今年2月，河源市源城区发生4.3级地震，该监测系统就成功监测到了多通道和单通道波形信号，极大地增强了现有地震监测网络的监测能力，为地震定位、地震活动性、震源机制、地震孕震环境等深入分析提供了海量的观测资料。

目前，由南科大团队引领的对于大都市地震的研究课题正在上海、广州、深圳展开，“我们利用上千台的地震仪覆盖了整个城市，这对于刻画城市地下空间，包括断层结构，还有确保城市安全等都具有重要意义，此外还可以监测城市地下水的变化，为水文研究提供重要参考资料。”郭震表示，南科大地震研究的另一个亮点是在海洋地震学领域，杨挺教授团队研发出新一代分体式、宽频带地震仪——磐鲲，数据记录续航可达15个月，最大安全回收续航可达2年，技术指标达到国际领先水平，已进入产业化应用阶段。目前，海洋地球物理团队（Jason P Morgan、陈永顺、杨挺、郭震）正在新西兰展开国际合作，将对新西兰地震、俯冲带火山等国际前沿课题进行深入研究，为世界地震学的发展贡献南科智慧。