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【国际学堂】Michael Fehler教授:如何让地震造福人类?

编辑:王晓刚 学生记者团 王璐瑶 张雨顺阅读次数:日期:2019-07-24

   怎么样让地震造福人类?地震的能量能不能收集储备起来?……7月8日-12日,来自麻省理工学院(MIT)的Michael Fehler教授应资源与环境学院王华教授的邀请,做客“暑期学校-国际学堂”,为成电学子开设了《地震:产生与作用》课程,讲述了地震的产生过程及其所带来的作用和影响,让同学们体验了一场别样的“头脑风暴”。

  这也是Michael Fehler教授第一次来到我校讲授相关课程。他带领同学们把目光深入地下,一起揭开地震的神秘面纱。来自资环、自动化、空天、信通、光电、电子、格拉斯哥七个学院共60余名同学参加了本次课程的学习。

【挑选】教授与王华副教授合影 (11).jpg

Michael Fehler教授(左)与资环学院王华教授(右)合影

互动课堂:让学生认识地震的物理意义

  在《地震:产生与应用》课程正式开始前,Michael Fehler教授从研究领域、学科交叉等方面,对麻省理工学院地球资源实验室(Earth Resources Laboratory,ERL)进行了简短的介绍。

  随后,他就“天然地震”“诱发地震”“地震预测”“地球结构”“地震学应用”五个方面做了简短介绍,同时详细介绍了“压力和应力变化”、“波动”等方面的基础知识,并按小组收集了同学们提出的问题。对于一些较为复杂的知识,王华教授作为助教,也耐心地用中文做了解释。

  在第一堂课课后,Michael Fehler教授还安排同学们结合自己的专业,以及对不同话题的感兴趣程度撰写了小文章。其中,“地震预测”和“诱发地震”是同学们比较感兴趣的话题。

  针对同学们的兴趣点,Michael Fehler教授将简单的理论模型与实例分析结合起来,细致地介绍了“诱发地震”,分析了诱发地震的产生的复杂性。同时,通过播放纪录片,以及对不同地震预测方法进行分析,让同学们对地震预测领域的研究有了更清晰的认识。

  在后续的课程中,小组提问这一新颖的方式得到了保留,Michael Fehler教授也针对同学们的问题精心补充了大量资料。每一位同学通过积极提问参与到了讨论中来,也对复杂的专业知识有了更清楚的理解。

  Fehler教授表示,他对学生提出的问题非常满意,同学们提出的问题的质量在不断提高,不断涌现的新观点,这也促使他自己不断思考。经过为期一周的课程,教授和学生们都受益颇丰。

造福人类:“我们有信心揭开大地的秘密”

  人为诱发地震,这是科学家的恶作剧吗?当然不是,这是人类在引导和“驯服”地震的能量。“当地震发生时,地层的裂缝有助于我们开采油气,它是油气的天然‘管道’,”他说,“自然发生的地震是不可控的,因此具有很大的破坏性,但是,当我们了解了地震的规律,我们就能人为地、定向地制造地震,让地震为人类服务!”

  Michael教授的研究,主要围绕两个方面:其一是深入理解地震产生的原因以及地震在地下产生时的地层变化状况;其二是探索人类如何利用地震,趋利避害,发挥其有用的价值,例如,提高油田的产油率。

  地层断裂或破损时会释放能量,很多通道与裂缝会在这个过程中产生,这就为油气溢出提供了通道。Michael教授指出,“我们在开采油田时会人为造成地震,通过向油田注水使地层产生裂缝。”

  与人们对天空和海洋的研究相比,人类对大地的秘密还知之甚少。在课堂上,就有学生提问时说:“我们在预报天气时,可以预报十天、二十天甚至更多天,而且已经越来越准确了。为什么我们不能提前更多时间精准预测地震呢?”

  对这个问题,Michael教授十分赞赏。他说,同学们脑海里有这样一些问题,或许会激励或引导他们真正地基于兴趣,在未来的研究当中走的更远。他承认,天空和海洋相对来说是“可视”的,探测大地更有难度一些。但是,它们之间也有相似性,即必须依赖探测器获取数据,因此,我们必须研究开发更多更好的探测手段。

  1975年2月4日,人类成功预测了中国辽宁省海城县发生的震级为7.3级的大地震,避免造成更为巨大和惨重的损失,因此被称为20世纪地球科学史和世界科技史上的奇迹。Michael教授相信,随着人类的研究逐步深入,以后必将能够准确地预测地震。

  他说,“现在我们预测地震的方式,是通过检测纵波和横波来进行的,我们首先捕捉传播快的纵波,并发出无线电警告,提醒人们紧急避险,如果我们在震源附近放很多的传感器,那么在地震来临时,我们就可以更高效地做出预测和警告了!”

课堂现场照片 (1).jpg

科研秘诀:热爱与坚持是科学研究的强劲动力

  Michael教授曾担任过SEG(国际勘探地球物理学会)的高级模拟咨询委员会的项目经理,该项目由多个国际石油公司资助,金额高达数十亿美元。他的研究兴趣包括地震成像、油藏描述、地震散射、地热能源、井筒地球物理及诱发地震等广阔领域。

  对于如何做好学术研究,他认为,地球科学是多元交叉的学科,需要来自各个学科领域的优秀人才一起携手努力。他很欢迎电子科技大学的学子了解和研究地震,尤其是把电子信息技术应用在地震研究中,可以进一步丰富和提升地震研究的水平。

  他也欢迎电子科技大学的学子来MIT交流学习。他说,在MIT,有许多来自不同国家、不同学科的学生,他们在学习到关于地球科学的知识后,有的学生产生了浓厚兴趣,于是在这个领域一直坚持,取得了巨大的成就。

  在短短的几天中,Michael教授感受到了电子科技大学学生的饱满热情,尤其是,同学们扎实的数理基础和对新兴学科的兴趣和好奇,让他感到十分欣慰。“在课堂上,同学们提出了许多有趣而且有价值的问题,让我感受到了中国学生的创造性思维,还有的学生虽然没有学习过地球科学的知识,但是他们对相关知识的快速接受和理解也让我十分惊喜。”

  Michael教授表示,在电子科技大学的教学和生活十分愉快。校园优雅的环境和舒适的环境,还有师生的热情和对知识的渴求,都让他感受到学校的良好学风。欢迎同学们到MIT交流,也期待同学们将来为探索和了解地球做出自己的贡献。


编辑:王晓刚  / 审核:王晓刚  / 发布者:陈伟