为什么地震台站不安装在地下很深的地方，以便对地震进行预警?

Question

地震发出的纵波速度在5-8公里/秒(链接——假设速度是5km /s。地震深度可达地下数百公里(链接)——我们假设它是100公里。

也就是说，如果地震台站安装在50公里的深度，并且在任何一个特定的大都市地区都有很多这样的台站，那么我们就可以在地震到达地面前几十秒发出警报。

虽然我知道钻到50千牛的深度不是一件容易的事，但我认为挽救人类的生命是非常值得的。为什么到目前为止还没有这样做呢?这么短的通知(10秒)不值得吗?

Answer 1

简单的答案是，你不能钻到50公里深。

迄今为止钻得最深的洞有12公里多一点，其中一个被命名为俄罗斯的科拉超深钻孔，这是一个科学钻探项目。其他为数不多的是石油勘探钻孔。

钻这么深是非常昂贵和困难的。如果你去问任何一个在钻机上工作过的人，打第二个100米总是比第一个100米更难。我们说的是千米!钻那么深有几个问题。那里非常热，钻井设备就会坏掉，停止工作。你还需要泵入冷却水，泵出你要钻的东西，而且越深越难。

这是完全不可行的。现在让我们假设你确实设法钻了一个这么深的洞。你怎么把监控设备放在里面?该设备必须承受热量和压力，并继续工作，同时能够将读取到的任何信息传输回地面。这是不可能发生的，至少在50或10千米深的地方不会发生。

另一个问题是，并非所有的地震都有那么深。有些地震发生在地表附近，或者只有几公里深。在那里设置监测站是没用的。2011年日本东北地震(引发福岛海啸的那场地震)深度只有30公里。2004年印度洋地震也是如此。

Answer 2

10秒的警告时间是值得的。日本人用它来关闭天然气管道的压缩机(或打开其上的释放阀)，紧急中断子弹头列车，特别是关闭核电站，所有这些都是在预料到不久之后会断电。然而，在日本的情况下，预警时间并不是来自于深的传感器，而是到处都有传感器，并获得提前预警，因为地震波不仅仅是向上传播，而是沿着地球表面传播几十公里，然后才变得太弱而不能造成太大破坏。

钻到50公里的问题很简单，我们既没有技术也没有财政资源。江南登录网址app下载德国人往下钻了10多公里，但花费了10亿美元。问题是:(1)在这样的深度，它会变得异常温暖;(2)你需要在10公里长的管道末端旋转钻头，因为它太热了，以至于它宁愿变形，也不会传递这种扭矩;(iii)油井两侧有来自周围岩石的巨大压力，导致它向内推(在这个过程中会卡住钻柱)。我认为我们永远不会拥有能钻到50公里深的技术。江南登录网址app下载

Answer 3

我认为设置10秒警告时间有两个主要好处:

• 当通信通道被破坏或过载时，关闭天然气管道以防止地震后不可控的破裂和火灾;
• 在建筑物倒塌之前，让建筑物内的人有时间躲到相对更容易生存的地方。蹲下掩护，重现地震时的情景。

考虑到这一点，这仍然是一个成本效益分析和政治问题。深钻孔的成本很高;花了近200美元安装地球镜在圣安德烈亚斯有两个钻孔最深的一个下潜1.67英里。当你能让人们走出废墟岛时，疏散的好处才真正开始积累，这不是10秒，更像是90秒。

Answer 4

我认为你已经回答了自己的问题，当你问10秒的通知是否太短，是否值得。

问你一个问题，一个人能在10秒内做什么，一个人能在10秒内走多远?

当地震即将发生时，拯救生命的唯一方法就是人们从地震现场转移到安全的地区。正如你所说，地震以每秒5到8公里的速度传播。大多数人可能每小时能走5到8公里。

人们不可能在10秒内走远。大多数人甚至无法走出他们将要入住的大楼。

在重大自然灾害发生前只有10秒的预警是没有任何好处的。

Answer 5

考虑到现代技术所能建立的探测器的精度，挖掘非常深的钻孔的费用通常是令人望而却步的和不必要的，而且考虑到波在固体中的传播速度，深地雷探测器的时间优势是最小的。江南登录网址app下载美国的Tevatron粒子加速器在运行期间能够探测到来自世界另一端的地震。

日本已经开始把水、电和天然气等重要服务放在非常非常深的公用设施隧道(1公里+深)中，因为它们在更深的地方只会受到最小程度的地震影响，地震位移大大减少(约1-3厘米)，振动发生在不同的频率上。在袭击日本的大多数大地震中，大多数人不是死于建筑物倒塌，而是死于公用设施破裂引起的事故，以及无法获得清洁水的后果。

这些深层服务隧道也装有地震探测器，因为它们与地表振动绝缘，为地震探测和监测提供了稳定的基线。

城市规划的这一巨大变化表明，仅靠预警不足以保护城市及其居民。