學(xué)校體檢是做哪些項(xiàng)目，學(xué)校體檢都做什么？
除了B超就是CT了吧
CT能把咱身體內(nèi)部看個(gè)清清楚楚明明白白。
但地球要“體檢”，要做啥項(xiàng)目呢？
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地震波
對(duì)于地球內(nèi)部圈層構(gòu)造，我們經(jīng)常會(huì)拿一個(gè)雞蛋來(lái)進(jìn)行形象的類(lèi)比：地殼像蛋殼、地幔像蛋清、地核像蛋黃……
地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)
假如被問(wèn)到“你知道如何知道地球內(nèi)部的構(gòu)造是跟雞蛋一樣的嗎？”
估計(jì)大家會(huì)說(shuō)出很多答案，比較靠譜的大概是以下幾位的回答：
路人A：“恩？是不是利用地震波？”
路人B：“我隱隱約約記得是給地球做個(gè)類(lèi)似于CT一樣的東西來(lái)著….”
路人C：“專(zhuān)業(yè)點(diǎn)，應(yīng)該是利用地球物理的方法，不過(guò)具體起來(lái)就不知道了?！?/span>
那我們到底是通過(guò)哪種方法知道地球內(nèi)部構(gòu)造的呢？其實(shí)上面的幾位路人的說(shuō)法基本上就能夠把探測(cè)地球內(nèi)部構(gòu)造的方法說(shuō)清楚了，今天小編就給大家介紹一下這種常用的地球物理方法——地震層析成像。
一聽(tīng)“地震層析成像”這個(gè)名字，就很專(zhuān)業(yè)的感覺(jué)，但是有點(diǎn)不接地氣。
沒(méi)關(guān)系，那咱們先聊點(diǎn)接地氣的——CT。對(duì)，就是在醫(yī)院體檢時(shí)那個(gè)對(duì)身體某個(gè)部位進(jìn)行檢測(cè)的“CT”。
20世紀(jì)60年代初，美國(guó)科學(xué)家Cormack從數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果中證實(shí)了利用X射線的投影可以確定人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，他的這一結(jié)論奠定了醫(yī)學(xué)診斷上圖像重建理論的基礎(chǔ)，后來(lái)隨著科技發(fā)展，20世紀(jì)70年代計(jì)算機(jī)X 射線斷層掃描技術(shù)(Computed Tomography或Computerized Tomography，CT)被應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
于是，你去醫(yī)院體檢時(shí)候，勾選了一個(gè)胸透的項(xiàng)目，就有了下圖的樣子：
結(jié)果出來(lái)后，就拿到了類(lèi)似于下圖這樣的片子：
CT技術(shù)利用X射線對(duì)人身體所需檢查的地方進(jìn)行掃描，根據(jù)人體不同組織對(duì)X線的吸收與透過(guò)率的不同，輔之以靈敏度很高的儀器對(duì)人體進(jìn)行檢測(cè)，然后將測(cè)得的數(shù)據(jù)傳入電腦中，電腦對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理后，就可以呈現(xiàn)出人體被檢查部位的斷面或立體的影像，從而發(fā)現(xiàn)人體內(nèi)任何部位的細(xì)小病變。
受CT技術(shù)的成功應(yīng)用和發(fā)展的影響，Tomography 技術(shù)開(kāi)始進(jìn)入地球物理學(xué)領(lǐng)域，在這里，它被稱(chēng)為地震層析成像（Seismic Tomography），即利用地震波來(lái)探測(cè)地球內(nèi)部的物理參數(shù)，從而探知地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
眾所周知，我們的地球半徑大約是6371千米，而目前地球上最深的人工鉆井也才十幾千米，想通過(guò)人工鉆井方式探知地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法是不現(xiàn)實(shí)的。所以，我們可以把地震作為“發(fā)射源”，用地震波穿透地球內(nèi)部，地震儀作為“接收器”，利用體波走時(shí)、面波頻散、波形擬合等辦法進(jìn)行三維反演，重建出地球內(nèi)部的速度圖像。
近百年來(lái)，全球的地震儀記錄了海量的地震數(shù)據(jù)資料，而且每天還在不斷地增加，利用這些地震數(shù)據(jù)資料進(jìn)行地震層析成像來(lái)獲知地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)，是切實(shí)可行的方法之一。
20世紀(jì)70年代以前，地球物理學(xué)家們利用全球地震觀測(cè)資料編制P波、S 波走時(shí)表，使用簡(jiǎn)單的走時(shí)反演方法獲取地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一些重要特征，并且發(fā)現(xiàn)了莫霍面、核幔分界面、內(nèi)外核分界面等重要的地球圈層界面，建立了一維地球分層模型——布倫模型。
1980年5月，國(guó)際地球標(biāo)準(zhǔn)模型委員會(huì)推薦由多依旺斯基（Adam M. Dziewonski）教授和安德森（D.L. Anderson）教授提出來(lái)的初步參考地球模型，作為國(guó)際上臨時(shí)的地球參考模型，供科學(xué)研究參考。后來(lái)，這個(gè)模型在1981年的第21屆國(guó)際大地測(cè)量與地球物理聯(lián)合會(huì)上正式通過(guò)，并正式命名為初步參考地球模型，簡(jiǎn)稱(chēng)PREM（Preliminary Reference Earth Model）。
PREM模型
20世紀(jì)80年代以后，隨著全球地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)的不斷增多、寬頻帶數(shù)字化地震資料的應(yīng)用、反演理論的實(shí)用化以及電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，三維地震層析成像蓬勃發(fā)展起來(lái)。
自2000年以來(lái)，有限頻率地震層析成像開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。2005年，地球物理學(xué)家們完成了CRUST 2.0全球地殼地震波速成像，分辨率達(dá)到2°×2°。
地殼厚度模型
如今，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地球物理探測(cè)技術(shù)更新?lián)Q代頻率很快，地球內(nèi)部更深更精細(xì)的成像成果也在不斷涌現(xiàn)。全球除了由固定的地震臺(tái)站在連續(xù)監(jiān)測(cè)地震活動(dòng)之外，還有許多流動(dòng)的地震儀被安置在關(guān)鍵位置，監(jiān)測(cè)重點(diǎn)區(qū)域的地震活動(dòng)。
地震災(zāi)害是人類(lèi)遭受的破壞性自然災(zāi)害之一，地震監(jiān)測(cè)、工程抗震等都需要對(duì)地下斷層及周?chē)刭|(zhì)環(huán)境的性質(zhì)有確切的了解，因而地震層析成像也是防震減災(zāi)不可或缺的重要工具。
參考文獻(xiàn)
1. 成谷，馬在田，耿建華 ，等.地震層析成像發(fā)展回顧
2. 丁安徐. 地震層析成像技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
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