■何思源 张映

“极低频探地（WEM）工程”，是一项“十一五”国家重大科学技术基础设施建设项目，旨在依据极低频电磁波能穿透地层和海洋的特性，在陆地建立一座大功率极低频发射台，通过“地面—电离层”波导传输方式探测地质状况，在地震监测预测和资源勘探上开展探索性应用研究。“极低频探地（WEM）工程”是我国通过跨学科交叉融合自主创新完成的国家大科学工程，目前处于全球领先水平。

为了在地震监测预测中开展探索性研究，“极低频探地（WEM）工程”又细分出了“极低频探地工程地震预测分系统”，建设了我国第一个同时观测天然源电磁场和人工源电磁场的地震电磁台网，包含了首都圈及南北地震带南段的地震重点灾害预防区各15个固定观测台站，其中在四川省有6个观测台站，分别位于成都崇州市、巴中市、广元市剑阁县、甘孜州九龙县、攀枝花市平地镇、乐山市马边县。台站观测分量有５项，分别是南北向地电场、东西向地电场、南北向地磁场、东西向地磁场、垂直向地磁场。地电场通常是指地球表面天然存在的电场，包括自然电场和大地电场。自然电场的场源来自地下介质由物理或化学反应引起的正负电荷分离产生的电效应；大地电场的场源是来自地球外部电离层中的各类电流体系。地磁场是一个基本的地球物理矢量场，包括基本磁场和变化磁场。基本磁场是地球内部的磁场，平时状态稳定，会随时间缓慢发生变化；变化磁场是由各种外部原因引起，与基本磁场相互叠加，导致磁场发生临时或短期的变化。

通过计算地震电磁台网中各个台站的极低频信号强度、视电阻率和阻抗相位，分析地下电磁结构参数与时间、空间的关系，可以实现首都圈和南北地震带南段地下电性介质结构和电磁场的动态变化的实时监测，将产出的丰富数据应用于地震与电磁异常关系和机理的研究。在对2017年3月27日云南漾濞5.1级地震、2017年8月8日四川九寨沟7.0级地震余震以及2017年9月30日四川青川5.4级地震等数据的研究中发现，地震前后电磁场或电性结构的变化能够被清楚地被观测到，这也说明地震之前的电磁效应是确实存在的。由于极低频电磁数据具有较强的抗干扰能力，有利于识别和捕捉地震前诱发的电磁异常现象，所以在地震监测预测中极具应用前景。（作者系四川省地震局工程师）