

自 2022 年 2 月 俄罗斯入侵乌克兰以来,大地一直在震动——并非来自自然地震,而是来自爆炸和其他战争期间的爆炸。通过利用乌克兰境内传感器的地震数据,国际科学家们利用爆炸后撼动地面的震动来追踪战争的事件。
这是首次几乎实时地使用此类数据来监测活跃的战斗区域的爆炸。这项在《自然》杂志上发表的成果显示,爆炸次数远远超过以往的报告:在战争的头九个月里,基辅、日托米尔和切尔尼戈夫地区发生了超过 1200 次爆炸。
挪威地震监测网络 (NORSAR) 的地震学家、该研究的首席作者 Ben Dando 解释说:“地震数据提供了一个客观的数据来源,这对于了解战争正在发生什么、为潜在的国际法违规指控提供证据,或者核实具体的袭击事件都非常重要。”
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Dando 及其同事的数据来自基辅郊外一个由 23 个地震传感器组成的阵列。通过这些地震仪记录的信号,研究人员能够精确确定每次爆炸的时间、地点和强度。较小的干扰,例如枪炮爆炸伴随的冲击波,对这些传感器来说太微弱而无法探测到;它们能够探测到的几乎肯定是大型撞击,例如来自导弹和炸弹的冲击。
此类探测可以帮助澄清武装冲突的混乱局面。这在乌克兰尤其重要,因为乌克兰充斥着虚假信息和宣传。关于战斗事件的准确及时信息对于其他国家和监督组织进行干预至关重要——尤其是当出现违反国际法的迹象时。未参与该研究的 GFZ 波茨坦德国地球科学研究中心的地震学家 Marco Bohnhoff 告诉德国杂志《明镜周刊》,这种地震监测可以用来证实事件并揭露战争报道中的故意虚假信息。

Dando 说,地震数据“可以提供关于特定地点如何被攻击以及攻击强度的见解”。例如,乌克兰的诺瓦卡霍夫卡大坝于 2023 年 6 月被毁,导致大范围洪水和人道主义危机。乌克兰官员声称大坝被毁是由于俄罗斯的轰炸。如果属实,根据多项国际协议,破坏民用基础设施将被视为战争罪。希望地震监测,如 Dando 及其同事所做的,将为这些情况提供更深入的见解,并促成国际应对。
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这并非科学的地球监测技术首次与冲突发生重叠。其他技术,特别是卫星成像,近年来也曾用于此类监视,包括在俄乌战争期间。卫星捕捉了被毁基础设施和大规模军事物资调动的图像。美国宇航局一项旨在追踪夜间人造光源的太空项目“黑 the Marble”甚至识别出了乌克兰与战争相关的停电现象。“黑 the Marble”项目在 NASA 戈达德太空飞行中心的遥感专家 Ranjay Shrestha 表示,此类卫星数据“在识别需要立即援助的弱势群体方面具有宝贵的价值”。
遥感技术有其局限性。它们在与地面信息和背景结合使用时效果最好,才能产生准确的解释。Shrestha 说:“例如,考虑在乌克兰居民故意关灯以降低空袭风险的例子。如果未经地面真实情况的证实,我们可能会将这种情况误解为因基础设施损坏而导致的停电。”
Dando 所在的组织 NORSAR 成立的宗旨是利用地震数据作为《全面禁止核试验条约》的一部分来研究核爆炸。为本研究提供数据的基辅郊外的 23 个传感器就是该系统的一部分,该系统一直被用来探测全球违反国际法的核试验。然而,通常情况下,不会有如此靠近活跃军事冲突的高质量地震传感器。“我们现在看到,如果拥有正确类型的传感器并部署在正确的位置,”Dando 说,“地震和声学数据可以为主动冲突监测提供巨大的价值。”