河北
“你听说过‘火箭地震学’吗？”站在海口市雷琼火山区的一处熔岩洞口前，海南省地震局局长助理陈波抛出了这个新鲜的概念。
2025年初，海南省地震局与北京大学、南方科技大学、中国地震局地球物理研究所等高校和科研机构组建研究团队，为海南国际商业航天发射场提供安全保障。一次闲聊中，团队忽然灵光一闪：能不能结合中国2030年前后实现载人登月的战略目标，搞一搞“火箭地震学”？
事后梳理文献时，团队发现了一个有趣的巧合——几乎同一时间，美国犹他大学的研究者也在利用猎鹰9号火箭开展类似实证研究，验证火箭作为人工震源的可行性，与团队的想法不谋而合。
运用火箭地震学探测月下结构、服务月球科研基地建设的示意图 （AI生成）
在火山熔洞做类月试验
记者此次探访的这片熔岩洞群并非寻常洞穴，它位于海南省秀英区永兴镇，坐落于我国规模最大的第四纪火山群之一——雷琼火山，最近一次喷发在8000年到12000年前，如今已是一座休眠火山。
“我们不仅在探测脚下的火山迷宫，更在给未来的月球基地‘探路’。”陈波说。
据介绍，未来的月球基地，很可能需要建在月下的熔岩管道里。月球没有大气层，昼夜温差极大，高能离子和微小陨石还会直接轰击月表。而部分熔岩管道能隔绝九成以上的高能辐射，洞内温度也相对恒定。
“这里的熔岩洞，无论是形成形态还是成因，都与月球、火星表面的熔岩管高度相似，是难得的类行星‘天然实验室’。”陈波解释道，团队依托海南的熔岩洞开展类月实测研究，为将来的月球基地选址和建设打好基础，有望服务于我国的探月工程。
“全息CT”还原地下迷宫
为摸清熔岩洞的立体结构和深部构造，研究团队搭建了一套融合各种地震学“黑科技”的立体观测网。
洞内，机器狗搭载激光雷达进行三维空间普查，精准捕捉洞壁的每一处形态细节；探地雷达则专门负责识别顶板厚度与内部裂隙分布。地表，一辆1.8吨重的可控震源车向地下发射稳定的人工地震波，布设在周围的节点地震仪如同给大地做心电图的探头，灵敏捕捉从地层折返回来的震动信号。空中，无人机航磁高效探明地下的火山溶洞和隐伏断裂，通过地磁数据反演揭示深部构造信息。
陈波表示，这些手段组合起来，就相当于为洞穴内部建立了一套高精度的三维模型。“此外，洞内布设的分布式光纤也在不间断监听地球脉动。地面震源加上地震仪，多种手段相互配合，等于给熔洞做了一次全息CT，把模糊的‘地下迷宫’清清楚楚地描绘了出来。”
火箭地震学的意义远在地球之外
这些探测火山熔洞结构的技术实践，最终都指向同一个更大的构想——火箭地震学。“火箭地震学预期能成为航天与地球物理学、地震学等多学科交叉的新兴领域。”陈波告诉记者，核心思路并不复杂，就是“把火箭发射和再入大气时产生的巨大震动与声波当作震源，用地震学的方法反推地下结构，甚至可以用来追踪行星地质和太空碎片的轨迹”。
月球、火星等天体表面环境极其恶劣，天然熔岩洞穴恰好是未来星际基地的理想载体。把火箭发射当作主动震源，就有可能对行星的地下结构进行“隔空”成像，提前查明地下的灾害风险和可用空间。
月球科研基地的构想图（AI生成）
已有的猎鹰9号观测研究表明，火箭发射激发的相干体波信号相对稳定，随着相关原理方法的不断探索，可反演出地下介质的P波和S波速度剖面，用于识别断层、空洞、水冰乃至矿床。
如果真的建立火箭地震学，会涉及哪些学科的交叉？陈波告诉记者，除了地震学和地球物理学这两个根基外，另一个关键支撑是航天技术相关学科，甚至还有可能拓展到仪器制造、数据通信、人工智能解译以及跨学科管理等多个方向。
“火箭地震学的意义远在地球之外。”对于火箭地震学的未来构想，研究团队充满期待。大家认为，面向未来，地震科技与航天工程的结合将会更加紧密。
从海南的火山洞口出发，这条路通向月球，也通向更远的深空——这不只是一个科学畅想，也是研究团队正在走的路。
来源 | 光明日报
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