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2025-12-04
SMARTSOLO丨高分辨率地震监测成功定位Tête Rousse冰川潜在溃坝风险区
法国Tête Rousse冰川因内部有充水洞穴而暗藏洪水危机。科研团队部署了60个SmartSolo IGU-16HR三分量节点地震仪,成功捕获并利用融水产生的23Hz高频谐波震动,通过双重定位法精确定位了冰川深处的水体。2024年钻探在预测的14.5米深度遇到水体,验证了地震监测的准确性。这项研究证明了高密度地震节点技术是复杂冰川区域灾害预警的关键技术。






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在阿尔卑斯山脉勃朗峰腹地,一座看似平静的冰川正暗藏危机。法国Tête Rousse冰川曾在1892年因冰湖溃决引发灾难性洪水,造成175人遇难。当科学家在2007年再次发现冰川内部存在新的充水洞穴时,一场与时间赛跑的监测行动就此展开。最新研究显示,通过部署先进的地震节点技术,科研团队成功定位了冰川深处潜藏的危险水体,为灾害预警提供了关键技术支持。



Tête Rousse冰川属于复杂的"多温型"冰川结构,其底部的低温冰舌阻碍了融水的正常下渗,导致大量水体在冰川内部积聚,形成不稳定的空洞结构。虽然先前的探地雷达和核磁共振探测已发现异常信号,但要精确掌握这些水体的位置和规模,仍需更高精度的监测手段。研究团队发现,冰川内部的水流和压力变化会产生特殊的高频地震信号,这为定位隐藏水体提供了突破口。

2022年5月,研究团队在冰川表面布设了60个SmartSolo IGU-16HR三分量节点地震仪,这些节点以25米间距覆盖整个冰川,形成了高密度监测网络。在为期三周的连续观测中,系统以500-1000Hz的高采样率记录地震信号,既开展了主动震源探测,也持续监测冰川自然的微震活动。

监测数据显示,从5月15日开始,冰川北部边缘区域持续出现基频23Hz的高频谐波震动。这种特殊信号与附近裂隙的水位日变化高度相关,证实其来源于融水活动。通过振幅衰减法和震相到时法双重定位,研究团队将震源精确定位在冰川后缘裂隙附近。

2024年的钻探验证令人信服:在预测位置钻探的钻孔在14.5米深度就遇到了水体,随后开展的探地雷达探测也证实该区域存在明显的充水结构,完全验证了地震监测结果的准确性。

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A)展示2025年钻孔位置的地震监测网络、孔隙水压力计、气象站分布图。B)基于振幅衰减法估算的5月4日至22日每分钟背景震源分布图,色标表示每平方米的震源点密度。C)全部传感器接收的地震记录图,其中蓝色与红色标记点分别代表P波和S波的震相拾取。D)经地形校正后的探地雷达偏移剖面图:(a) L2测线,(b) L4测线。

这项研究展现了高密度地震监测在冰川灾害防治中的独特价值。在Tête Rousse冰川这样地形复杂、环境恶劣的区域,传统探测方法难以实现连续、高精度的监测。而地震节点技术不仅能精确定位隐藏水体,其布设灵活、功耗低的优势更适合长期监测任务。

研究负责人表示:"这次成功监测证明,通过分析冰川自然产生的地震信号,我们能够非侵入式地掌握冰川内部的水文动态。这项技术未来可在全球高危冰川区推广应用,为冰湖溃决洪水预警提供重要数据支撑。"

随着全球气候变化加剧,冰川不稳定性日益凸显。这项技术的成熟应用,将显著提升我们对冰川灾害的监测预警能力,为高山地区居民的生命财产安全提供更有力的保障。

本文内容参考文献来源:Helmstetter, A., Garambois, S., Thibert, E., & Gagliardini, O. (2025). High‐frequency harmonic tremor associated with a water‐filled crevasse at Tête Rousse glacier, Mont‐Blanc massif. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 130, e2025JF008506. https://doi.org/10.1029/2025JF008506