海地地震帶的3D 圖像

　　根據(jù)地質(zhì)學(xué)家的勘測(cè)，海地地震后，斷裂層所蘊(yùn)含的壓力仍沒(méi)有完全釋放。為了更有效地監(jiān)測(cè)海地“多震帶”的地質(zhì)活動(dòng)，NASA 出動(dòng)了空中雷達(dá)UAVSAR 對(duì)海地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將收集到的信號(hào)制成3D 圖像，以便研究者實(shí)時(shí)觀察到海地?cái)嗔褜拥募?xì)微變化。

　　2 月1 日，美國(guó)宇航局(NASA)在自己的官方網(wǎng)站上發(fā)布了他們獲得的第一張海地地震帶3D 圖像。由雷達(dá)拍攝的原始圖本沒(méi)有顏色，但為了更好地分析海地附近“多震帶”所顯示的信息，NASA 在后期合成的過(guò)程中，為圖像上了色。在深灰的底色中，海地所在的區(qū)域呈現(xiàn)一種宛如銅銹般的綠色，裂谷和溝壑縱橫其中，令整個(gè)伊斯帕尼奧拉島(即海地島)的3D 圖像宛如一張揉皺了的玻璃糖紙，充滿了褶皺和被損毀的痕跡。

　　海地首都太子港正好位于圖像的中間，一只黃色箭頭對(duì)準(zhǔn)了這座劫難深重的城市。發(fā)生地震的時(shí)候，震源就在太子港西南方向25 公里開(kāi)外的地方，而在更左邊的位置上，黑色箭頭指向的地方，一條巨大的、東西走向的大裂谷，是造成此次地震的罪魁禍?zhǔn)住?table border=0 cellspacing=0 cellpadding=0 align=left>

　　恩里基洛- 芭蕉花園斷層帶(Enriquillo-Plantain Garden fault zone)，這是地質(zhì)學(xué)家們對(duì)那條大裂谷的稱呼。從1992 年起，地質(zhì)學(xué)家就通過(guò)勘測(cè)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)處于加勒比海和北美大陸板塊的交界處的巨大斷層帶雖然已處于地震活動(dòng)的末期，卻還是潛伏著因水平位移而導(dǎo)致地震發(fā)生的可能。這一可能最終在1月21日下午爆發(fā)成一場(chǎng)災(zāi)難。

　　現(xiàn)在地震已經(jīng)過(guò)去了，但是很多地質(zhì)學(xué)家都認(rèn)為，危險(xiǎn)警戒線還不能立刻撤下來(lái)。來(lái)自NASA 的地球物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，地震帶中仍有巨大的能量在醞釀著，一場(chǎng)地震不足以使它全部爆發(fā)。新的一輪7 級(jí)左右的地震說(shuō)不準(zhǔn)什么時(shí)候會(huì)卷土重來(lái)，也許這一次不會(huì)在海地附近。3D 圖像只截取了海地附近的一部分?jǐn)鄬訋�，事�?shí)上，這個(gè)斷層帶從伊斯帕尼奧拉島中南部開(kāi)始，經(jīng)過(guò)太子港和多米尼克共和國(guó)，一直延伸至牙買加。

　　“因?yàn)橐了古聊釆W拉島復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，所以很難說(shuō)，海地地震不會(huì)在未來(lái)某個(gè)不可預(yù)知的地點(diǎn)引發(fā)其他地震�！盢ASA 噴氣推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室的保羅·倫德倫格(Paul Lundgren)說(shuō)。海地地震后，NASA 發(fā)動(dòng)了自己的空中雷達(dá)對(duì)海地?cái)鄬訋нM(jìn)行監(jiān)控，倫德倫格是這次任務(wù)的首席調(diào)查員�！岸�且不僅恩里基洛-芭蕉花園斷層帶沿線的地質(zhì)活動(dòng)可能引發(fā)大地震，一些伊斯帕尼奧拉島北部的斷層帶也有可能被觸發(fā)，引起新的板塊活動(dòng)。”倫德倫格說(shuō)。

　　監(jiān)控海地地震帶的空中力量

　　來(lái)自NASA 的灣流3 號(hào)飛機(jī)如今一刻不停地盤(pán)旋在海地地震帶的上空，對(duì)伊斯帕尼奧拉島的斷層帶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　按照原定計(jì)劃，到2 月中旬為止，這些勘測(cè)飛機(jī)本應(yīng)在美國(guó)中部研究熱帶雨林的植被構(gòu)成、監(jiān)控火山活動(dòng)的變化，或是從空中探測(cè)瑪雅文明的遺址。海地地震之后，這些勘測(cè)飛機(jī)接到緊急調(diào)令，被派遣到海地監(jiān)控恩里基洛-芭蕉花園斷層帶的變化。

　　這些灣流3 號(hào)飛機(jī)都被改造成可以自動(dòng)駕駛的無(wú)人機(jī)，近3 米長(zhǎng)的吊艙從機(jī)身中伸出來(lái)，里面運(yùn)載著的是“無(wú)人空中合成孔徑雷達(dá)”(UAVSAR)。

　　無(wú)人機(jī)將雷達(dá)送入12.5公里高的空中，并維持這個(gè)高度對(duì)地面進(jìn)行監(jiān)測(cè)。雷達(dá)通過(guò)發(fā)射架向地面發(fā)送穩(wěn)定的長(zhǎng)波，當(dāng)長(zhǎng)波被地面反射回來(lái)，雷達(dá)的接收裝置會(huì)記錄下這些返回的信號(hào)。通過(guò)分析來(lái)回信號(hào)所顯現(xiàn)出來(lái)的差異，NASA的調(diào)查員可以分析出斷層帶所發(fā)生的最細(xì)微的變化。利用長(zhǎng)波對(duì)地質(zhì)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，UAVSAR 型雷達(dá)可以精確記錄斷層帶每分鐘里發(fā)生的每厘米的改變。

　　地形學(xué)家負(fù)責(zé)鎖定反射回信號(hào)的地點(diǎn)，然后將分析結(jié)果顯示在地圖上，最后繪制出3D圖像。比如在同一地點(diǎn)，雷達(dá)可以從不同方向?qū)δ抢锇l(fā)射長(zhǎng)波，得到數(shù)據(jù)，制圖者根據(jù)這些數(shù)據(jù)形成對(duì)某一地點(diǎn)的立體模擬，繪成3D圖，所以這些3D圖像能精確反映地面的情況。地質(zhì)學(xué)家則持續(xù)對(duì)這些3D圖中所顯示的信息進(jìn)行分析、計(jì)算，對(duì)斷層帶的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

　　UAVSAR 可以幫助科學(xué)家更好地了解斷層帶所隱藏的地震危險(xiǎn)。從2009年11月開(kāi)始，這種空中雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)就被應(yīng)用為“空中巡警”，為圣安德魯斯山脈和美國(guó)加州的一些斷層帶繪制實(shí)時(shí)3D圖像。

　　三色海地3D圖像

　　根據(jù)UAVSAR 繪制的3D圖像有3種顏色，顏色表現(xiàn)出雷達(dá)發(fā)射長(zhǎng)波的三種不同方式。從水平方向發(fā)射探測(cè)波，然后由水平方向的接收器接收，NASA的地形學(xué)專家在地圖上將這一部分信號(hào)標(biāo)記為紅色；垂直發(fā)射，垂直接收，在地圖上，這部分信號(hào)被標(biāo)記為藍(lán)色；水平發(fā)射，垂直接收，信號(hào)被標(biāo)記為綠色。“最后圖像的顏色變得好像是隔著太陽(yáng)鏡看到的那樣。”一位工作人員說(shuō)。

　　綠色是這張3D圖像上最主要的色調(diào)。這種水平發(fā)射，垂直接收回來(lái)的探測(cè)波對(duì)山地很敏感，因此能反映出起伏地勢(shì)的信息；垂直發(fā)射和接收的藍(lán)色探測(cè)波反映著水域和土壤的信息，而一些淺淺的紅色印跡則代表城市。顏色可以讓人對(duì)不同的雷達(dá)信號(hào)所反映出來(lái)的訊息一目了然，從西北到東南，NASA公布的這張3D圖像覆蓋了大約20公里的地形概貌。

　　繪制海地?cái)鄬訋?D圖像的工作可能會(huì)一直持續(xù)到2月底，甚至3月份。更多的圖像將被合成，以顯示伊斯帕尼奧拉島的地表活動(dòng)。在這些地表3D圖完成之后，NASA的科學(xué)家接著打算利用雷達(dá)勘測(cè)地表以下的壓力狀況，以便更好地了解這一地區(qū)未來(lái)會(huì)發(fā)生哪些地質(zhì)活動(dòng)。

　　文/vainvain