[实用新型]一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种刚性单向力偶垂直摆拾震器的地球整体颤振地震计，尤其是能利用刚性单向力偶垂直摆拾震器抵消重力场阻力作用后将微弱的地球整体颤振物理数值信号真实、完整、清晰记录下来的监测仪器。

背景技术

自1952年11月4日美国人贝尼奥夫(H.Benioff)发现地球存在周期约为57分钟的长周期振动后，人们已观测到数千个本征振荡频率波谱。波谱中大致具有球型振荡和环型振荡两类振荡频率。

2006年许绍燮院士发表了《大尺度地层内的分层运动》的学术报告。该报告利用JCZ-1超宽频带地震仪记录的数据，观察到大尺度层块活动的直接证据——大尺度地层垂直同步运动。报告提出：“格尔木地震台2001年11月10日由JCZ-1地震仪采样得到的大空间跨度单脉冲信号与2001年11月14日发生在昆仑山口西M8.1大地震有关联”。报告还特别指出：“大空间跨度单脉冲信号反映的是地球整体同步颤振”。

本实用新型设计人将许绍燮院士提供的大空间跨度单脉冲信号波形图与地球自由振荡波形图进行对比后发现，地球球型振荡的波形图特征是具有周期性。其本征振荡频率的频谱反映出的物理机制是地球整体在太空中受某一种能量驱动在某一区域的往复位移运动。地球整体同步颤振的波形图特征是不具有周期性。其大空间跨度单脉冲信号的频谱反映出的物理机制是地球受某一种能量驱动在某一区域的非零加速度单向位移运动。

本实用新型设计人通过分析地球整体同步颤振不具有周期性的物理机制认为：“地球整体同步颤振是日地恒星行星动力系统因内部平衡机制的原因地球调整角动量发生的整体颤振，地球在其角动量调整到位后，将保持在日地恒星行星动力系统中角动量平衡的空间位置相对运动”。其原理是天体系统角动量调整时出现的一种天体瞬间单向加速度位移运动的自然现象。其驱动能量直接来源于天体系统；如日地恒星行星动力系统中的太阳、地球外小行星撞击。而地球球型振荡驱动能量却是；如核爆炸、火山爆发、地震等不同自然现象传递的不同形式的、经过转化的能量。

既然，天体系统角动量的微小调整能够向地球提供整体同步颤振的能量，那么，天体系统传递到地球的能量就不会自动消失。这个能量将聚集到地球内部运移某一数值的地核流体物质向特定的内地幔方向位移。某一数值的地核流体物质碰撞挤压内地幔形成地球某地区地层岩石应力陡然增大，就会使某地区岩石破裂而发生地震。2001年11月10日由JCZ-1地震仪采样得到大空间跨度单脉冲信号之后，2001年11月14日果真发生了昆仑山口西M8.1大地震。这充分证明：天体系统的角动量调整是引起地球大地震的“力源”。此类地球大地震应该称之为“天体系统力源地震”，它比地球地层构造地震大若干个数量级。地球表面发生的破坏性大地震都是天体系统力源地震所为。人们应该将具有单脉冲特征的地球球型瞬间颤振信号与地震前兆联系起来。

诚然，天体系统角动量的调整能够引起巨大的地球整体同步颤振，那人们为什么没有在地球整体同步颤振时观察到水库中的水突然冲垮大坝呢？这因为，水库中的水跟随地球整体同步相对银河惯性坐标系颤振时，没有相对地球引力场运动，其只受到万有引力的作用。还因为，万有引力比地球引力的分布密度小10¹¹个数量级，其比地球引力对水库中的水的垂直稳定作用小的太多，所以，水库中的水不可能突然冲垮大坝。

既然如此，那地球整体同步颤振时出现的信号就必然是一种非常非常微弱的信号。具有机械和电子放大功能的地震仪才能监测到地球整体同步颤振。虽然，JCZ-1地震仪采样得到了大空间跨度单脉冲信号。但是，由于JCZ-1地震仪是宽频带地震仪，其的摆臂还不足100mm，其机械放大倍数小根本不能记录到包含地球整体同步颤振时间、速率、方向等物理数值的信号。JCZ-1地震仪选择BB：20Hz～360s，LP：360Sec～3600Sec的观测频带设想记录动态范围达140dB的所有信号，其愿望是好的，但结果却是什么都记录不清楚。即便地震工作者应用JCZ-1地震仪采样得到了无物理数值的大空间跨度单脉冲信号也是不敢提前发出地震预报的。

由此，依据天体系统角动量调整引发地球整体同步颤振原理，人们应该将监测的视角从地球局部地层的震动转移到地球整体颤振。有必要设计制造专门对地球整体同步颤振频段(0～1000Hz)响应的仪器。所制造的仪器不但要能过滤空间背景噪声，而且还要能抵消地球引力场对拾震器投影产生的重力垂直阻尼作用，才能够精确记录到包含地球整体同步颤振时间、速率、方向等的物理数值信号。依据信号中的物理参数，地震工作者才能计算出大空间跨度单脉冲信号所前兆的地震，从而及时发出地震预报。