" 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)
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。
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。"
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。


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