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载于《发明与革新》2001年第9期 地震预报是一个世界性的难题，尤其人们最关心的短临预报更是难中之难。这主要是因为地震的发生有许多不确定的偶然因素。 即使我们今后解决了这个世界难题，避免了人员伤亡，但大地震的发生势必要对建筑、道路、水文、环境产生巨大的破坏。我现在提出一个问题：能不能把大地震化为乌有？ 我们知道,当岩层间的应力积累到超过岩层的破裂极限时，产生断裂，就爆发了地震。而岩层何时破裂是极难预测的。打个比方，公路旁的山坡上有块巨岩要滚下来，正好巨岩下有点地方比较粗糙，把巨岩卡住了。巨岩的重力与山坡的阻力互相较量，也许几分钟之后就会滚下来，也许几十年都滚不下来。巨岩成了悬在过往旅客头顶上的达摩克利斯剑，谁都无法预测拴着剑柄的头发丝何时断裂。 
这时应该怎么办？我想可以在阻力点引爆炸药，或用大炮轰击阻力点，通过强烈振动的诱发使巨岩滚下去。 对于地震也同样可以采用这种思路，在应力能量尚未积累到具有破坏力的量值之前，采取人工方法诱发一系列小震，逐步释放地震能，使大地震化解消失。 其实这类思想不是没有过。我们知道水库蓄水有时可能诱发地震，另据报道，太阳黑子活动、日全食、日月引潮力的增加、大气压的增加、风力的变化等都有可能诱发地震。在“诱发地震”启示下，国外地震专家也设想过用核爆炸诱发地震。  各种人工诱发地震的例子核爆炸诱发在理论上说得通，但在实践中不一定行得通。首先，世界普遍反对核试验，和平利用核爆炸目前只是一句空话。再说核弹成本较高，用来诱发地震并不总是划得来。另外，地震震源一般有几十公里深，核弹产生的球面波随距离的平方而衰减，待到达震源处能量已分散，使诱发比较困难。 我长久以来就有一个设想，用阵列化的人工地震波诱发地震。所谓人工阵列地震波其实早已存在。我们知道，石油勘探中普遍采用的地震勘探就是这种方法，先挖若干个纵横排成阵列的“炮坑”，放入炸药，同时引爆。并用插在地面的若干检波器检测出地震反射波，最后将地震波数据送入计算机进行分析，从而知道地下是否存在储油构造。 
当然，这种地震波还远不足以诱发地震，一是能量太小，二是能量不集中，三是一次性爆炸无法积累足够的诱发能。为解决以上问题我提出如下具体设想： 一、能量太小可以通过增加药量解决，但这里有个成本核算和使用效率的问题，下面将要谈到。 二、能量如果能集中到岩层的应力集中区域，则利于发挥最大效能。我们通过各种地震监测方法（如地电、地磁、地应力、地下水、地温、地震波速等）能大致测出这一区域，它往往也是震源所在，叫做“孕震区”。我的设想是采用阵列地震波将波束的焦点集中到孕震区。 我们知道某些射线对人体细胞有杀伤作用。据报载，最近有一种射线疗法，采用一个半球面装置，将许多射线源固定在球面上，让这些射线的焦点集中在人体内部某处的病灶上，这样可以只杀死病灶组织，不伤害正常细胞。 
我们可以借鉴这种聚焦思路来集中地震波束。由于地震波有波峰和波谷的相位变化，我们可以根据各点与焦点之间的距离、角度，利用计算机精确控制各爆炸点的点火时间，使各波束到达焦点时恰好相位相同，也就是说，使各波束在焦点处产生“共振”，等于把炸药直接放到焦点，这样就能大大提高能量的利用率。 三、我们知道，任何物体都有它的固有频率，如果外力振动的频率恰好与该物体固有频率相同，则能造成“共振”（这与上面说的各波束之间的“相位共振”不是一码事）。我有一次这样的经验，我们三个人需要推倒一面墙，一开始费了九牛二虎之力，墙壁无动于衷。后来想了个共振的办法，三人在口令下同时猛推一下，墙壁有点轻微的摇晃。由于墙体厚重，晃动周期比较长，大概有三四秒。等它晃过来再往回晃的时候，我们顺着它晃的方向再猛力推一下，等于加强它的晃动。一次次这样推，使墙的晃动振幅越来越大，最后终于将墙推倒。 这实际上是能量一次次积累的例子，可以用到上面的设想中。岩层虽厚重，也会有它的固有频率。当阵列波束在焦点交汇一次后，会使孕震区产生一次振动，但这个能量也许不足以诱发地震。如果我们继续第二次、第三次同样的过程，并使每次的间隔时间接近岩层固有振动的周期（岩层固有振动频率可以通过理论的推算、地震反射波的检测分析、小规模试验等多种手段求得），从而使孕震区的振动一次次加强。这就等于我们将每次人工地震的能量逐步积累起来。 石油地震勘探的炮坑属于一次性爆炸，不适于上述连续爆炸的设计。我考虑能否借用自动火炮原理，炮坑中并不埋炸药，而是将火炮对准炮坑。火炮的击发系统与计算机相连，由计算机自动控制发炮时间，一次次排炮轰击，这样就能达到上述设想的目的。或者设想采用复式阵列，即在同一地区重复排列多组阵列，每组对应一次爆炸，由计算机控制逐次引爆，也能达到目的。 虽然炸药的能量远小于核弹能量，但我们可以通过上述种种措施增强诱发能量及其效率。而且阵列点数可以任意增加，振动次数也可以任意增加，最终总会达到诱发所需要的能量。如果效率计算得好，成本就能降下来，完全可以抵消地震造成的损失。 由于孕震区地层情况十分复杂，可能使我们估算的诱发点不准确，或估算的岩层固有频率不准确，但由于爆炸的空间时间都可以由计算机控制，反射波的反馈信号也可以通过计算机处理，所以我们可以做到随时纠正初始偏差，使其接近真实。 另外，诱发时机也要选择得合适。当地层应力的积累大于某值后再进行爆炸，则比较容易诱发成功。当然，这一切都要经过多次实践的摸索才能找到规律。由于化学炸药成本低廉，即使多次试验，相对于震灾损失也还是合算的。 如果这一设想能够实现，世界上（起码人口稠密区）将不再有大地震，短临预报能否解决的世界难题就变得不那么重要了。地震预报说到底只是一种消极的防御措施，而通过诱发一系列小地震来释放大地震能量，人们可以自行安排地震时间，降低震级，应该说是一种主动的化解措施。 如果想象力再大胆一些，也许这种思路在增加晚期油井产量方面能有所作为。我们知道油井到了晚期，压力不够无法自喷。目前有不少解决方案，如注水加压、井内燃烧等，井内燃烧一方面增加油滴的流动性，另一方面燃烧后的气体增加井压。也有采用人工地震的方案，通过振动促使油滴流动，使其重新富集。但这里所说的人工地震只是简单爆炸的振动，能量比较分散，可能在实践中应用价值不高。如果能采用上述思路，利用阵列震点，使振动能量定位集中，根据油层结构专门振动那些该振动的地方，而且通过逐步积累增加振动能量的方法使振动能达到足够量值。这样会比简单爆炸有效得多。 2006年8月8日 |
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