当我们咳嗽了，我们到医院去看医生，医生通常会戴着一个听诊器，听一听我们的心跳和呼吸，来判断我们咳嗽的原因和程度。
有人说，地震是地球的一声“叹息”，亦或是地球在“打喷嚏”或者“咳嗽”。近年来，世界各地大地震多发且频发，也即地球“打喷嚏”日益频繁。那么，地球是“生病”了吗?能否给地球安装一个听诊器(图1)，听一听它的“心跳”和“呼吸”呢?
图1“听诊”地球(图片源自网络)
地球“打喷嚏”或者“咳嗽”，也即发生地震时，地震波从地球深部~10-15km亦或更深的震中向外传播，到达地表造成破坏。如果我们能够在地震波尚未传播到地表时就早早地监测到了它，那么我们就可以对它进行预警预报，从而采取有效措施来减少人员伤亡和财产损失。这就需要我们在深入地球深部的钻孔中安装仪器来监测它。
海底井孔观测装置CORK，是一种放置在大洋钻探钻孔中的长期观测设备，主要由再入圆锥筒和套管系统、CORK主体和长期数据记录仪与传感仪器链组成(图2)。通过在钻孔中将待测层位上下密封，阻止钻孔内的流体与海水之间的交换，然后向目标层位快速泵入流体使压力升高并监测压力随时间的变化(压力脉冲测试法)，或以恒定的速度持续泵入流体同时监测压力随时间的变化。
图2 海底井孔观测装置CORK
地球表面大约71%的面积都被海水覆盖，海水的流动性决定了它对运动最为敏感。因此，海水的运动状态时时刻刻都在灵敏地指示着地球的运动状态，也即地球的“心跳”和“呼吸”。通常情况下，地球的“心跳”呈现出稳定的波状起伏的波形(图3a)，类似于人类的心电图(图3b)，因此，本文把它誉为地球的“心电图”。当它发出“叹息”或者“咳嗽”时，也即发生地震、火山喷发、海啸等，它的“心跳”也会发生突然变化，温度、压力和流体等参数也会发生异常，尤其是压力。井孔中的CORK能够长期实时监测到压力的变化，从而将地球的“心电图”呈现出来。
图3 地球的“心电图”(a)vs人类的心电图(b)
自20世纪90年代初始CORK成功研制和布放以来，科学家已在37口国际大洋钻探钻孔中布放了不同类型的CORK，监测到了1991年以来环太平洋地震带上发生的多期大地震引起的压力瞬变。例如，2011年11月，地球在日本打了一个非常大的“喷嚏”，在日本东北部发生了Mw9.0的大地震。这次大地震还诱发了>10米的海啸(图4a)，造成了上万人伤亡和巨大的经济财产损失。距离震中~800 km的4口钻孔(C0002G、C0010A、808I和1173B钻孔)中的CORK监测到了这次大地震引起的异常信号。C0002G、C0010A和1173B钻孔的压力瞬时下降了~1.0-1.5kPa，然后呈现出阶梯式下降，大地震发生后的第11天，808I孔的压力瞬时升高了~3-4kPa(图4b)。
图4(a) 2011年日本Mw9.0地震引起的海啸;(b)CORK记录到的压力异常(图片a源于网络，图片b改自Davis et al., 2018)
CORK的功能就类似于医生的“听诊器”，能够监测到地球 “叹息”或者“咳嗽”时的状态，这些参数有助于破解地震、火山和海啸的成因机制，进而采取有效措施来 “平息”地球的“叹息”，也更有助于减少生命财产损失。半个多世纪的国际大洋科学钻探已在全球各大洋实施了上万口钻探，但是安装CORK的钻孔只有几十口。热切希望所有的大洋钻探钻孔能够充分利用起来，为地球安装上“听诊器”，时刻监测地球的“健康状况”，珍惜和爱护地球。
地球是各种生命生存的家园，与地球同呼吸，共命运。人类，作为目前地球上唯一的高等智慧生命，更应该在充分享用地球带来的财富的同时，时刻关注地球的“健康状态”，聆听地球的“心跳”和“呼吸”，及早发现异常，竭尽所能地运用智慧，努力为地球“平息怒火”，把“病痛”扼杀在摇篮之中。
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