海地地震带的3D 图像

　　根据地质学家的勘测，海地地震后，断裂层所蕴含的压力仍没有完全释放。为了更有效地监测海地“多震带”的地质活动，NASA 出动了空中雷达UAVSAR 对海地进行监测，并将收集到的信号制成3D 图像，以便研究者实时观察到海地断裂层的细微变化。

　　文/vainvain

　　2月1日，美国宇航局(NASA)在自己的官方网站上发布了他们获得的第一张海地地震带3D图像。由雷达拍摄的原始图本没有颜色，但为了更好地分析海地附近“多震带”所显示的信息，NASA在后期合成的过程中，为图像上了色。在深灰的底色中，海地所在的区域呈现一种宛如铜锈般的绿色，裂谷和沟壑纵横其中，令整个伊斯帕尼奥拉岛(既海地岛)的3D图像宛如一张揉皱了的玻璃糖纸，充满了褶皱和被损毁的痕迹。

　　海地首都太子港正好位于图像的中间，一只黄色箭头对准了这座劫难深重的城市。发生地震的时候，震源就在太子港西南方向25公里开外的地方，而在更左边的位置上，黑色箭头指向的地方，一条巨大的、东西走向的大裂谷，是造成此次地震的罪魁祸首。

　　恩里基洛－芭蕉花园断层带(Enriquillo-Plantain Garden fault zone)，这是地质学家们对那条大裂谷的称呼。从1992年起，地质学家就通过勘测发现，这个处于加勒比海和北美大陆板块的交界处的巨大断层带虽然已处于地震活动的末期，却还是潜伏着因水平位移而导致地震发生的可能。这一可能最终在1月21日下午爆发成一场灾难。

　　现在地震已经过去了，但是很多地质学家都认为，危险警戒线还不能立刻撤下来。来自NASA的地球物理学家们发现，地震带中仍有巨大的能量在酝酿着，一场地震不足以使它全部爆发。新的一轮7级左右的地震说不准什么时候会卷土重来，也许这一次不会再海地附近。3D图像只截取了海地附近的一部分断层带，事实上，这个断层带从伊斯帕尼奥拉岛中南部开始，经过太子港和多米尼克共和国，一直延伸至牙买加。

　　“因为伊斯帕尼奥拉岛复杂的地质环境，所以很难说，海地地震不会在未来某个不可预知的地点引发其他地震。”NASA喷气推动实验室的保罗。伦德伦格(Paul Lundgren)说。海地地震后，NASA发动了自己的空中雷达对海地断层带进行监控，伦德伦格是这次任务的首席调查员。“而且不仅恩里基洛－芭蕉花园断层带沿线的地质活动可能引发大地震，一些伊斯帕尼奥拉岛北部的断层带也有可能被触发，引起新的板块活动。”伦德伦格说。

　　监控海地地震带的空中力量

　　来自NASA的湾流3号飞机如今一刻不停地盘旋在海地地震带的上空，对伊斯帕尼奥拉岛的断层带进行实时监控。

　　按照原定计划，到2月中旬为止，这些勘测飞机本应在美国中部研究热带雨林的植被构成、监控火山活动的变化，或是从空中探测玛雅文明的遗址。海地地震之后，这些勘测飞机接到紧急调令，被派遣到海地监控恩里基洛－芭蕉花园断层带的变化。

　　这些湾流3号飞机都被改造成可以自动驾驶的无人机，近3米长的吊舱从机身中伸出来，里面运载着的是“无人空中合成孔径雷达”(UAVSAR)。

　　无人机将雷达送入12.5高的空中，并维持这个高度对地面进行监测。雷达通过发射架向地面发送稳定的长波，当长波被地面反射回来，雷达的接收装置会记录下这些返回的信号。通过分析来回信号所显现出来的差异，NASA的调查员可以分析出断层带所发生的最细微的变化。利用长波对地质活动进行监测，UAVSAR型雷达可以将精确记录断层带每分钟里发生的每厘米的改变。

　　地形学家负责锁定反射回信号的地点，然后将分析结果显示在地图上，最后绘制出3D图像。比如在同一地点，雷达可以从不同方向对那里发射长波，得到数据，制图者根据这些数据形成对某一地点的立体模拟，绘成3D图，所以这些3D图像能精确反映地面的情况。地质学家则持续对这些3D图中所显示的信息进行分析、计算，对断层带的变化进行实时监控。

　　UAVSAR可以帮助科学家更好地了解断层带所隐藏的地震危险。从2009年11月开始，这种空中雷达监控系统就被应用为“空中巡警”，为圣安德鲁斯山脉和美国加州的一些断层带绘制实时3D图像。

　　三色海地3D图像

　　根据UAVSAR绘制的3D图有3种颜色，颜色表现出雷达发射长波的三种不同方式。从水平方向发射探测波，然后由水平方向的接收器接收，NASA的地形学专家在地图上将这一部分信号标记为红色；垂直发射，垂直接收，在地图上，这部分信号被标记为蓝色；水平发射，垂直接收，信号被标记为绿色。“最后图像的颜色变得好像是隔着太阳镜看到的那样。”一位工作人员说。

　　绿色是这张3D图上最主要的色调。这种水平发射，垂直接收回来的探测波对山地很敏感，因此能反映出起伏地势的信息；垂直发射和接收的蓝色探测波反映着水域和土壤的信息，而一些浅浅的红色印迹则代表城市。颜色可以让人对不同的雷达信号所反映出来的讯息一目了然，从西北到东南，NASA公布的这张3D图像覆盖了大约20公里的地形概貌。

　　绘制海地断层带3D图像的工作可能会一直持续到2月底，甚至3月份。更多的图像将被合成，以显示伊斯帕尼奥拉岛的地表活动。在这些地表3D图完成之后，NASA的科学家接着打算利用雷达勘测地表以下的压力状况，以便更好地了解这一地区未来会发生哪些地质活动。