美国日本对抗“震魔”的科技武器:抗震水泥+消息树

地震，就像一个幽灵，会冷不防地让人类遭受重创。但就像面对其他自然灾害一样，人类从未放弃与其抗争的努力。



预知“震魔”的“消息树” 地震研究成为一个专门的学科是从19世纪开始的，很长时间内主要是以搜集数据为主。直到帕米尔里发明了第一台自动记录地震时间及其他内容的仪器，才使得建立一个地震观测网成为可能。

日本在1868年明治一系列地震之后，于地震区建立起了现代科学意义上的地震观测网。而世界标准地震台网的出现则要等到上世纪60年代美国Vela Uniform研究规划实施之后。

1985 年，通过中美地震科技合作计划，我国建立了由11个数字化地震台组成的中国数字地震台网(CDSN)。上世纪90年代初，我国内地建立了规模宏大的包括地震学、地磁、地电、重力、地壳形变、应力应变、地下水动态、水化学、地热、电磁波等学科的地震监测台网。

1995年以后中国开始逐步完善关于地震灾害系统的建设。就在2006年1月，地震局刚刚完成了中国数字地震观测网络系统的调试，它是一整套的全数字化观测体系。

而日本似乎做的更加彻底，其在全国每个市、町、村至少设一台地震仪。

科技“安居”工程

人类也许永远不可能征服地震，但可以通过努力将灾害造成的损失降到最低。

2005年，日本在全国完善和推广了紧急地震速报系统，一旦地震仪捕捉到震源传来的纵波，这一系统能在3~5秒后发布地震速报，电脑接到地震速报后，可在造成灾害的横波到达之前，通过互联网切断连接在网络上的家电设备的电源，减轻灾害损失。

同年，美国首次现身一种抗震的新型水泥，它可以帮助建筑物更好地抵抗地震的剧烈撞击。看上去和普通水泥很像的新水泥，其本身成分中就包括超细硅石(直径为 100微米)和微小塑胶(聚乙烯醇)、光纤，表面还覆有一层几纳米厚的光滑覆面。当水泥内的光纤负担过重时，表面覆层可以使得光纤开始变得松散而防止水泥出现破裂。一旦新水泥在承受重荷时，其内部成分会将这种负荷转移到其他地方，这样就会有更多的力量来支持负荷。实验室的测试显示，新水泥的延展性是普通水泥的500倍。

与死神赛跑的生命探测技术

为了能在废墟中寻找幸存者并迅速定位，科学家们发明了许多生命探测仪。

热红外生命探测仪具有夜视功能，它的原理是通过感知温度差异来判断不同的目标，因此在黑暗中也可照常工作。

声波振动生命探测仪寻找生命靠的是识别被困者发出的声音。人类有两只耳朵，这种仪器却有3~6个耳朵，它的耳朵叫做“拾振器”，也叫振动传感器，它能根据各个耳朵听到声音先后的微小差异来判断幸存者的具体位置。说话的声音对它来说最容易识别，因为设计者充分研究了人的发声频率。如果幸存者已经不能说话，只要用手指轻轻敲击，发出微小的声响，也能够被它听到。即便被埋人困在一块相当严实的大面积水泥楼板下，只要心脏还有微弱的颤动，探测仪也能感觉出来。

生命探查仪是德国一家特殊装备生产厂家研发的仪器，它通过电波来捕捉人的心跳和肺部起伏运动，查明幸存者的确切方位。当探查仪发出的电波在遇到静止物体后，所返回的电波仍保持原样；而如果遇到活动物体，返回的电波就会发生变化。返回电波经计算机处理，可指示掩埋在3米至5米厚的瓦砾、沙土或碎石下幸存者的心跳和肺部呼吸运动。

生命侦测仪实际上是一个呼吸和运动探测器。雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描，接收器不断接收反射信号并对返回信号进行算法处理。如果被探测者保持静止，返回信号是相同的。如果目标在动，则信号有差异。通过对不同时间段接收的信号进行比较等算法处理，就可以判断目标是否在活动。生命侦测仪可以在30秒内侦测出一定范围内遇险者的移动和呼吸，可以穿透障碍物(例如钢筋混凝土砖墙、柏油层、泥石流和雪崩造成的积雪)进行侦测，不受声音和背景噪音的影响。

海陆空一体的信息定位系统

除了利用生命探测仪来寻找幸存的生命，GPS全球定位系统、海事卫星电话和GIS地理信息系统也能在搜救中发挥重大作用。

GPS 是一种卫星定位系统，如果被救援对象身上携带了包含GPS功能的设备，就可以充分加以利用以确定被救援对象的准确地点。日本总务省正以具备接收地面数字电视电波功能的手机为基础，开发一套灾害报警系统。地震、水灾等灾害发生后，如果将地面数字电视的电波发送到这种手机上，处于关机状态的手机可以自动开启。利用这套系统，相关部门能及时向受灾者发送灾害状况和避难路线等信息。日本SGI等公司则开发出一种在自然灾害发生后确认人身安全的系统，其中的关键装置是可以上网并带有GPS功能的手机。中央和地方救灾部门通过网络向手机用户发送询问是否安全的电子邮件，用户可以通过手机邮件回答“平安”或“受伤不能动”，这样，在救灾总部的信息终端上就会显示每个用户的准确位置。

此次汶川大地震，汶川常规通讯手段全面中断，首次与外界取得联系则是依靠海事卫星电话。海事卫星电话通过国际公用电话网和海事卫星网连通实现，海事卫星网路由海事卫星、海事卫星地球站、船站以及终端设备组成，覆盖太平洋、印度洋、大西洋东区和西区。目前，海事卫星电话是世界上唯一可以提供全球、全天候、全方位卫星移动通信和遇险安全通信的通信手段。

粗略的地图意味着搜救工作的效率很低，部分受灾地区有可能在开始就被漏掉了，而地理信息系统(GIS)技术的快速发展，使绘图人员得以记录、储存和处理地理数据，把它们变成人们可以使用的信息。根据一项国际协议，美国地质勘探局与美国航天局(NASA)将免费提供两者联合掌管的陆地资源卫星拍摄的图片，十分有利于搜救工作的进行。