【月球是如何“延寿”8亿年的？】月球一直“活到”了什么时候？这是月球演化历史研究中科学家一直想了解的一个重大科学问题。
一年前，中科院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）的科学家们利用嫦娥五号带回的月球样品，证明月球在距今20亿年前仍喷发过滚烫的岩浆，使已知的月球地质寿命“延长”了8亿到9亿年。
那么，月球是如何“延寿”的？现在该所研究员陈意团队给出了潜在答案。他们通过研究嫦娥五号带回的月壤岩屑发现，月幔在20亿年前比30多亿年前含有更多的钙和钛，导致月幔熔点降低，且月幔经历十几亿年的冷却后，温度仅降低了约80摄氏度，并据此提出新的月球热演化模型。相关成果https://t.cn/A6ooHXJD 10月22日发表于《科学进展》。
“由子及母”探寻月球保持活力的秘密
与地球类似，月球形成于约45亿年前，但其质量约只有地球的1%。如此小的天体，理论上应该快速冷却而早早停止火山活动，成为死亡星球。但去年10月，对嫦娥五号月壤样品的首批研究，刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知，也提出了新的科学问题——月球如何活到20亿年前？
“就像地球的地幔一样，月球玄武岩是月幔部分熔融形成的岩浆经火山喷发至月球表面冷却结晶形成的岩石。”陈意向《中国科学报》解释，对于持续冷却的月幔发生部分熔融，国际学者曾提出两种假说：放射性元素生热导致月幔升温、加水降低月幔熔点。
然而，中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究揭示月幔源区并不富含放射性生热元素，且非常“干”，排除了以上两种假说。
月球火山活动为什么能持续如此之久？这成为新一轮月球研究中的未解之谜。
陈意表示，要想破解这一谜团，前提是确立嫦娥五号玄武岩起源的深度和形成的温度，即月幔发生部分熔融时的温度和压力条件。在此基础上，将其与更古老的阿波罗玄武岩进行对比，即可建立全新的月球岩浆-热演化模型。
大多数阿波罗玄武岩形成于距今38亿—31亿年前，由美国阿波罗计划的6次载人登月任务于20世纪六七十年代采集带回地球。
我国嫦娥五号玄武岩从月幔源区喷发至月表过程中，经历了高程度的结晶分离等一系列演化过程，玄武岩成分发生了显著改变，如何准确恢复其初始岩浆的成分，成为限定岩浆起源深度和温度的关键。
“打个比方，嫦娥五号玄武岩就像月球的小儿子，阿波罗玄武岩是月球的大儿子，他们是月球这个母亲在不同年龄阶段生的孩子，两个儿子的元素含量存在差异。”陈意打比方道，“通过这种差异，可以反向推演‘母亲’生它们时的身体状态，也就是月球当时的内部状态。”
嫦娥五号土壤样品平均粒度仅有50微米。粒度越小，意味着其中所含矿物量等信息越少。研究团队建立了若干标准，试图在其中找到颗粒更大、矿物种类更全、矿物分布更均匀的岩屑作为初始成分，反向推演彼时月球内部发生的情况。
最终，他们从600多颗岩屑中选取了27颗具有代表性的岩屑，采用最新研发的扫描电镜能谱定量扫描技术，分析了岩屑的主要成分，结合一系列岩石学和热力学模拟计算，成功恢复了嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分，并与阿波罗低钛玄武岩的初始岩浆进行对比，发现了月球保持活力的两个潜在“秘诀”。
一方面，嫦娥五号玄武岩的初始岩浆比阿波罗玄武岩的初始岩浆含有更高的钙和钛组分，即月幔在20亿年前比30多亿年前含有更多的钙和钛。这部分物质恰恰是月球岩浆洋晚期结晶的产物，且具有易熔的特性，它的加入会显著降低月幔的熔点，诱发月幔部分熔融形成年轻的月球玄武岩。
另一方面，模拟计算结果显示，嫦娥五号玄武岩比阿波罗玄武岩的形成温度更低，即月球内部经历十几亿年的持续冷却，温度仅仅降低了约80摄氏度。
他们据此提出新的月球热演化模型：月球岩浆洋晚期结晶的易熔物质，逐渐加入到了月幔，不仅为月幔“补钙补钛”，而且导致月幔熔点降低，从而克服了缓慢冷却的月球内部环境，引发了长期持续的月球火山作用。
“裹毯子”维持“年轻”与“热度”
月球岩浆洋晚期结晶产物为什么具有更多的钙和钛？十几亿年的冷却，月球内部温度为何仅降低了约80摄氏度？陈意对此进行了深入解读。
今天，从地球看月球，白色的地方是月陆，深色的地方是月海。科学家发现，月陆表面主要为斜长岩，而月海表面主要为玄武岩。这与月球的演化历史有关。
科学家推测，像地球一样，早期的月球上也是一个岩浆洋，随着降温、冷却、结晶过程，月核首先形成，接着不同层次的月幔出现。
“在岩浆洋冷却结晶过程中，富橄榄石的一些物质会在结晶早期沉淀到更深部的月幔中，而密度更轻的斜长石会向上浮动，漂在岩浆洋表面，形成月壳，也就是人们看到的月亮上比较亮的区域。”陈意解释说。
而岩浆洋晚期结晶的主要矿物是单斜辉石和钛铁矿，它们的一个显著特点是钙、钛含量较高，且熔点比较低。这部分物质密度很高，结晶完之后便会下沉，进入到深部月幔和月核的边界。
对于体积更小的月球火山活动持续时间如此之长，国际科学界有一个猜想：月表覆盖的平均厚度达4~5米的月壤，就像一层“厚厚的毯子”，使月球内部热耗散相对较慢。同时，与地球不同，月球没有板块构造，不会把地表的冷物质带到内部，发生物质和能量的交换而给月球“降温”，这也可能是其散热较慢的一个原因。
然而，长久以来，由于缺乏量化对比，人们很难知道月球内部热耗散究竟有多慢。
通过将嫦娥五号玄武岩与阿波罗玄武岩对比，该团队推测，从30多亿年前到大约20亿年前，在月幔相同深度，温度仅下降了约80摄氏度。
期刊论文审稿人指出，这是一项高质量的研究。“这项研究对年轻的嫦娥五号玄武岩可能是如何形成的提供了一种新颖的解释。毫无疑问，自去年月球新年龄被宣布以来，这一直是许多科学家最关心的问题。”
论文审稿人、英国牛津大学地球科学系的Richard Palin说，研究团队的解释得到了岩石学建模和岩石学观察的有力支持。
新机遇 新发展
现在看来，月球的地质生命活动似乎已完全停止。那么，未来是否可能发现比20亿年更年轻的月球火山活动痕迹呢？
在陈意看来，这“完全有可能”，科学研究就是不断推陈出新的过程。
“月球究竟是什么时候真正死亡的，到现在还是个谜。”他说，“目前，我们仅有的确凿证据证明月球在20亿年前还有火山活动，那时候它还是活的。如果将来有更多的样品，就可以建立一个更加完整的、高精度的月球冷却量化曲线，推测出它的地质生命活动轨迹。”
那么，月球最新的岩浆活动证据可能隐藏在哪里？据介绍，当前科学家主要通过撞击坑定年法，推测相关区域的大致形成年龄。“若干年后，我们或许可以采到更年轻的月球样品，了解月球生命最晚期的内部状态。”
陈意认为，月球研究可能有助于解决人们认识地球过去的“瓶颈”问题。
“由于地球板块构造运动抹掉了很多古老的地球历史记录，人们尚不清楚从45亿年前到35亿年前地球到底经历了哪些演化过程。地月系统同根同源，没有板块构造的月球地质历史记录非常完整、丰富，将有助我们了解地球的过去、现在和未来。”他说。
在他看来，嫦娥五号、祝融号等地外行星探测项目正在给中国地球和行星科学研究带来新机遇。最近一年多来，随着月壤样品返回和首批火星探测数据传回地球，国内的行星科研队伍正在迅速扩大。
陈意表示，地外行星探索将为地球科学研究“打开非常大的一扇门”。地质学、地球化学、地球物理、遥感探测，乃至地外生物等地球科学的各个研究领域将得到进一步发展。https://t.cn/A6ooHXJk
一年前，中科院地质与地球物理研究所（以下简称地质地球所）的科学家们利用嫦娥五号带回的月球样品，证明月球在距今20亿年前仍喷发过滚烫的岩浆，使已知的月球地质寿命“延长”了8亿到9亿年。
那么，月球是如何“延寿”的？现在该所研究员陈意团队给出了潜在答案。他们通过研究嫦娥五号带回的月壤岩屑发现，月幔在20亿年前比30多亿年前含有更多的钙和钛，导致月幔熔点降低，且月幔经历十几亿年的冷却后，温度仅降低了约80摄氏度，并据此提出新的月球热演化模型。相关成果https://t.cn/A6ooHXJD 10月22日发表于《科学进展》。
“由子及母”探寻月球保持活力的秘密
与地球类似，月球形成于约45亿年前，但其质量约只有地球的1%。如此小的天体，理论上应该快速冷却而早早停止火山活动，成为死亡星球。但去年10月，对嫦娥五号月壤样品的首批研究，刷新了人类对月球岩浆活动和热演化历史的认知，也提出了新的科学问题——月球如何活到20亿年前？
“就像地球的地幔一样，月球玄武岩是月幔部分熔融形成的岩浆经火山喷发至月球表面冷却结晶形成的岩石。”陈意向《中国科学报》解释，对于持续冷却的月幔发生部分熔融，国际学者曾提出两种假说：放射性元素生热导致月幔升温、加水降低月幔熔点。
然而，中国科学家对嫦娥五号玄武岩的研究揭示月幔源区并不富含放射性生热元素，且非常“干”，排除了以上两种假说。
月球火山活动为什么能持续如此之久？这成为新一轮月球研究中的未解之谜。
陈意表示，要想破解这一谜团，前提是确立嫦娥五号玄武岩起源的深度和形成的温度，即月幔发生部分熔融时的温度和压力条件。在此基础上，将其与更古老的阿波罗玄武岩进行对比，即可建立全新的月球岩浆-热演化模型。
大多数阿波罗玄武岩形成于距今38亿—31亿年前，由美国阿波罗计划的6次载人登月任务于20世纪六七十年代采集带回地球。
我国嫦娥五号玄武岩从月幔源区喷发至月表过程中，经历了高程度的结晶分离等一系列演化过程，玄武岩成分发生了显著改变，如何准确恢复其初始岩浆的成分，成为限定岩浆起源深度和温度的关键。
“打个比方，嫦娥五号玄武岩就像月球的小儿子，阿波罗玄武岩是月球的大儿子，他们是月球这个母亲在不同年龄阶段生的孩子，两个儿子的元素含量存在差异。”陈意打比方道，“通过这种差异，可以反向推演‘母亲’生它们时的身体状态，也就是月球当时的内部状态。”
嫦娥五号土壤样品平均粒度仅有50微米。粒度越小，意味着其中所含矿物量等信息越少。研究团队建立了若干标准，试图在其中找到颗粒更大、矿物种类更全、矿物分布更均匀的岩屑作为初始成分，反向推演彼时月球内部发生的情况。
最终，他们从600多颗岩屑中选取了27颗具有代表性的岩屑，采用最新研发的扫描电镜能谱定量扫描技术，分析了岩屑的主要成分，结合一系列岩石学和热力学模拟计算，成功恢复了嫦娥五号玄武岩的初始岩浆成分，并与阿波罗低钛玄武岩的初始岩浆进行对比，发现了月球保持活力的两个潜在“秘诀”。
一方面，嫦娥五号玄武岩的初始岩浆比阿波罗玄武岩的初始岩浆含有更高的钙和钛组分，即月幔在20亿年前比30多亿年前含有更多的钙和钛。这部分物质恰恰是月球岩浆洋晚期结晶的产物，且具有易熔的特性，它的加入会显著降低月幔的熔点，诱发月幔部分熔融形成年轻的月球玄武岩。
另一方面，模拟计算结果显示，嫦娥五号玄武岩比阿波罗玄武岩的形成温度更低，即月球内部经历十几亿年的持续冷却，温度仅仅降低了约80摄氏度。
他们据此提出新的月球热演化模型：月球岩浆洋晚期结晶的易熔物质，逐渐加入到了月幔，不仅为月幔“补钙补钛”，而且导致月幔熔点降低，从而克服了缓慢冷却的月球内部环境，引发了长期持续的月球火山作用。
“裹毯子”维持“年轻”与“热度”
月球岩浆洋晚期结晶产物为什么具有更多的钙和钛？十几亿年的冷却，月球内部温度为何仅降低了约80摄氏度？陈意对此进行了深入解读。
今天，从地球看月球，白色的地方是月陆，深色的地方是月海。科学家发现，月陆表面主要为斜长岩，而月海表面主要为玄武岩。这与月球的演化历史有关。
科学家推测，像地球一样，早期的月球上也是一个岩浆洋，随着降温、冷却、结晶过程，月核首先形成，接着不同层次的月幔出现。
“在岩浆洋冷却结晶过程中，富橄榄石的一些物质会在结晶早期沉淀到更深部的月幔中，而密度更轻的斜长石会向上浮动，漂在岩浆洋表面，形成月壳，也就是人们看到的月亮上比较亮的区域。”陈意解释说。
而岩浆洋晚期结晶的主要矿物是单斜辉石和钛铁矿，它们的一个显著特点是钙、钛含量较高，且熔点比较低。这部分物质密度很高，结晶完之后便会下沉，进入到深部月幔和月核的边界。
对于体积更小的月球火山活动持续时间如此之长，国际科学界有一个猜想：月表覆盖的平均厚度达4~5米的月壤，就像一层“厚厚的毯子”，使月球内部热耗散相对较慢。同时，与地球不同，月球没有板块构造，不会把地表的冷物质带到内部，发生物质和能量的交换而给月球“降温”，这也可能是其散热较慢的一个原因。
然而，长久以来，由于缺乏量化对比，人们很难知道月球内部热耗散究竟有多慢。
通过将嫦娥五号玄武岩与阿波罗玄武岩对比，该团队推测，从30多亿年前到大约20亿年前，在月幔相同深度，温度仅下降了约80摄氏度。
期刊论文审稿人指出，这是一项高质量的研究。“这项研究对年轻的嫦娥五号玄武岩可能是如何形成的提供了一种新颖的解释。毫无疑问，自去年月球新年龄被宣布以来，这一直是许多科学家最关心的问题。”
论文审稿人、英国牛津大学地球科学系的Richard Palin说，研究团队的解释得到了岩石学建模和岩石学观察的有力支持。
新机遇 新发展
现在看来，月球的地质生命活动似乎已完全停止。那么，未来是否可能发现比20亿年更年轻的月球火山活动痕迹呢？
在陈意看来，这“完全有可能”，科学研究就是不断推陈出新的过程。
“月球究竟是什么时候真正死亡的，到现在还是个谜。”他说，“目前，我们仅有的确凿证据证明月球在20亿年前还有火山活动，那时候它还是活的。如果将来有更多的样品，就可以建立一个更加完整的、高精度的月球冷却量化曲线，推测出它的地质生命活动轨迹。”
那么，月球最新的岩浆活动证据可能隐藏在哪里？据介绍，当前科学家主要通过撞击坑定年法，推测相关区域的大致形成年龄。“若干年后，我们或许可以采到更年轻的月球样品，了解月球生命最晚期的内部状态。”
陈意认为，月球研究可能有助于解决人们认识地球过去的“瓶颈”问题。
“由于地球板块构造运动抹掉了很多古老的地球历史记录，人们尚不清楚从45亿年前到35亿年前地球到底经历了哪些演化过程。地月系统同根同源，没有板块构造的月球地质历史记录非常完整、丰富，将有助我们了解地球的过去、现在和未来。”他说。
在他看来，嫦娥五号、祝融号等地外行星探测项目正在给中国地球和行星科学研究带来新机遇。最近一年多来，随着月壤样品返回和首批火星探测数据传回地球，国内的行星科研队伍正在迅速扩大。
陈意表示，地外行星探索将为地球科学研究“打开非常大的一扇门”。地质学、地球化学、地球物理、遥感探测，乃至地外生物等地球科学的各个研究领域将得到进一步发展。https://t.cn/A6ooHXJk
【探访天津“地震大装置”】根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
踏入天津大学北洋园校区，教师刘铭劼像往常一样，朝着不远处的建筑工地举起手机，手指轻点后，画面定格。照片中，一幢约10层楼高、红灰相间的巨型钢结构建筑十分显眼，与不远处科技感十足的仿真中心遥相呼应。
这座巨型钢结构建筑是国家大型地震工程模拟研究设施（以下简称“地震大装置”），是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施。
“我亲眼看着地震大装置从无到有，一点点成长起来，内心非常激动。”刘铭劼是该项目建设管理办公室科学工艺部成员，他告诉记者，随着人防、规划、节能、竣工等验收工作陆续完成，地震大装置即将完成土建工程联合验收。
地下“利器”
走进建设现场，只见起重机正将一些大型设备稳稳吊起，运至相应位置供工人们安装。
地上的繁忙是为了“地下工作”。
“地震大装置的秘密就隐藏在这里。”刘铭劼踩了踩脚下，笑着说，“在整个设施中，最核心的部分就是位于地下的大型地震模拟振动台和水下振动台台阵。”
大型地震模拟振动台基础埋深达18米，20米长、16米宽的台面相当于一个标准游泳池1/3的大小，载重能力最大可达1350吨。
“我们在台面下方放置了作动器。试验中，作动器可以模拟横向、纵向的地震动，影响放在台面上的被测建筑，再通过台面上的传感器和周边摄像头，获取精准的振动数据。科研人员利用这些实测数据，可以研究出更具针对性的抗震性能提升方法。”刘铭劼说。
大型地震模拟振动台台面上方的巨大空间可满足大尺寸模型试验。“我们可以在台面上1∶1等比例还原一栋七层楼高的建筑物，比如住宅楼、医院和学校等，以实物形式对其内部进行抗震性能测试。国内外现有的上千条有记载的地震活动都能在此复现。”刘铭劼说罢，指了指实验中心的另一侧，“那边的水下振动台台阵是这个装置的另一‘利器’。”
水下振动台台阵不仅可以模拟不同位置的地震动，还可以模拟河流、海流、海浪等涉水环境，能为跨海大桥、海底隧道、水工大坝和海上风电等海洋中的“超级工程”提供实验环境，助力工程建设。
精雕细琢
“地基不稳，实验不准”。施工过程中出现的一点小纰漏，都会极大地影响未来实验的精准度。为实现“造地震”的设想，“打地基”工作成为重中之重。
“两个大型设备要在地下10多米的深基坑内安全、有效运转，光工艺设备埋件就多达7000余个，最大预埋件的单件重量超过10吨。更重要的是，要保证预埋件设计精度达到±1毫米，获得的地震模拟试验数据才精确有效。”刘铭劼说，这好比让重量堪比“400头大象”的实验器物“震起来”，但运动的精度却要求是毫米级的，难度可想而知。
据介绍，为实现地下施工的精之又精，2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑，混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时，近300人明确分工，项目成员轮岗值守，实时监测混凝土性能指标，严格控制温度影响。不仅如此，每寸施工材料都被“精雕细琢”，通过数值模拟分析、试验承重和牢固等方式，确保地震大装置在高频抗震试验过程实现功能。
项目建设管理办公室综合事务部成员杨政龙告诉本刊记者，该团队已连续攻克重大技术难题40余项，设施的技术指标和综合性能已进入国际同类装置领先行列。
“国外常见水下振动台台阵是圆形，防水效果更佳，但为了达到更好的地震模拟试验效果，我们将台阵设计为方形，这就对如何提升防水性能提出了挑战。”刘铭劼说。
从2017年着手研究，到2021年设计定型，项目团队与材料、力学、机械、流体等领域的校内外专家和设备生产厂家团队进行了多轮论证，尝试了几十种材料和分析方法，一遍遍将设计方案推倒重来，反复试验，终于取得成功。
值得一提的是，该项目科研团队的平均年龄仅36岁。
29岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。他对本刊记者说：“我以工地为家，到现在已住了近3年，工地的每个角落都能如数家珍。每天一推开窗，就能看到项目的进展，像是在见证一个孩子的成长。”
一张简易床、一个办公桌，是他屋内仅有的大件家具。“一到冬天，活动板房里的室温和屋外一样冷，电暖气是唯一的取暖依靠，偶尔遇上停电，只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。到了夏天，屋里又像桑拿房，酷热难耐，大伙儿经常‘抢’唯一的淋浴喷头。”何金明说。
“但我们都十分幸运，能够参与‘国之重器’的建设，内心无比自豪、干劲十足。”何金明说，“地震大装置是一本土木工程的‘百科全书’。世界范围内可遵循的建设经验不多，很多难题是第一次面对。每天的工作就是解决一个个新问题，面对一个个新挑战。”
“为了将停留在纸面的科学设想落在实处，每个工作人员都必须有钉钉子的精神，将建设中的各个细节反复演练，预判可能出现的隐患风险并做出有效化解。”何金明说。
十年磨一剑
为什么要“人造地震”？
刘铭劼的思绪回到2008年。2008年5月12日，四川汶川发生特大地震。正是从那时起，天津大学的学者下定决心，要建立一个“人造地震”的重大科技基础设施。
“我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位，地震活动频度高、强度大、分布广，而工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要原因。我们想从科学的角度搞清楚，楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里？怎样才能抵御地震的破坏？”项目建设管理办公室科学工艺部成员燕翔对本刊记者说。
随着经济社会的发展需求，我国大型基础工程建设日益增多，高层超高层建筑、跨海超长桥隧、大型水利工程、大型能源工程等重大项目都对抗震能力提出更高要求。
据刘铭劼介绍，最初抗震研究主要通过震后观测开展——研究人员将观测仪器设置在震区的房屋结构上，等地震到来时观测记录房屋结构在强地震作用下的反应。但实际发生的强地震相对较少，靠真实的地震来获取研究数据，不仅机会非常少而且周期长。
后来，国内外开始建设地震模拟振动台，但大多规模较小且实验功能单一，不能同时模拟地震与波浪、水流共同作用下的真实境况，无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。
因此，建设地震大装置的想法应运而生。团队的设想是：通过建设大型地震模拟振动台和水下振动台台阵，真实再现多种形式的地震，直观了解工程结构在地震中被破坏的机理和特征，为建筑工程结构的抗震减灾技术发展提供数据支撑，进而找到提高工程结构抵御地震的方法。
从行不行到怎么行，从理论到实践，项目团队十年酝酿，经历了上百次论证，终于在2018年8月，世界最大的地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。2019年10月，项目由天津大学牵头启动建设。
“为了让项目建设精准完成，我们专人专岗，各司其职，团队制定了详细的工作计划，甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣，我们力图完善每一处细节，按时完成每一项节点任务。”杨政龙说，各个部门都建立了清单和工作台账，将节点、任务、负责人、监督人、协调人等事项逐一精细化，“大大小小的清单、台账摞起来有半个人高”。
2022年8月，地震大装置即将迎来土建工程联合验收。
用好是关键
2022年以来，四川雅安“6·1”芦山地震和四川阿坝州“6·10”马尔康地震牵动着项目团队的心。
“从了解到的情况看，当地不少房屋建筑和桥梁隧道在地震中抗震性能良好，这显示出我国工程领域近年来抗震水平不断提升。”刘铭劼认为，如果建筑物不会在地震中被损毁，地震就不再那么可怕。
“我们要做出前人做不出的成果。地震大装置建成后，用得好才是关键。”他说，项目团队最大的愿望是在建成第一天就能立刻投入地震模拟实验。
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
不仅如此，年轻的团队还希望其能发挥更大的作用——为全世界地震领域的科学家提供开放共享的实验平台，为全社会普及防震减灾的科学知识。
“我们设计了对外开放端口，希望通过设施、数据、成果共享，吸引世界上更多的科学家和工程技术专家共同研究，为人类科学技术发展作出贡献。”杨政龙说。
据介绍，现在已有上百家工程设计院、施工单位和建筑公司关注着地震大装置的建设进展，前来调研并提出合作设想。项目组为此专门成立了用户库，希望通过前期调研和沟通交流，了解现实需求，为后续更好地服务国家重大工程建设做准备。
“我们‘制造’的‘地动山摇’，是为了让世界更加平安美好。”刘铭劼说。
https://t.cn/A6SwCsyo
踏入天津大学北洋园校区，教师刘铭劼像往常一样，朝着不远处的建筑工地举起手机，手指轻点后，画面定格。照片中，一幢约10层楼高、红灰相间的巨型钢结构建筑十分显眼，与不远处科技感十足的仿真中心遥相呼应。
这座巨型钢结构建筑是国家大型地震工程模拟研究设施（以下简称“地震大装置”），是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施。
“我亲眼看着地震大装置从无到有，一点点成长起来，内心非常激动。”刘铭劼是该项目建设管理办公室科学工艺部成员，他告诉记者，随着人防、规划、节能、竣工等验收工作陆续完成，地震大装置即将完成土建工程联合验收。
地下“利器”
走进建设现场，只见起重机正将一些大型设备稳稳吊起，运至相应位置供工人们安装。
地上的繁忙是为了“地下工作”。
“地震大装置的秘密就隐藏在这里。”刘铭劼踩了踩脚下，笑着说，“在整个设施中，最核心的部分就是位于地下的大型地震模拟振动台和水下振动台台阵。”
大型地震模拟振动台基础埋深达18米，20米长、16米宽的台面相当于一个标准游泳池1/3的大小，载重能力最大可达1350吨。
“我们在台面下方放置了作动器。试验中，作动器可以模拟横向、纵向的地震动，影响放在台面上的被测建筑，再通过台面上的传感器和周边摄像头，获取精准的振动数据。科研人员利用这些实测数据，可以研究出更具针对性的抗震性能提升方法。”刘铭劼说。
大型地震模拟振动台台面上方的巨大空间可满足大尺寸模型试验。“我们可以在台面上1∶1等比例还原一栋七层楼高的建筑物，比如住宅楼、医院和学校等，以实物形式对其内部进行抗震性能测试。国内外现有的上千条有记载的地震活动都能在此复现。”刘铭劼说罢，指了指实验中心的另一侧，“那边的水下振动台台阵是这个装置的另一‘利器’。”
水下振动台台阵不仅可以模拟不同位置的地震动，还可以模拟河流、海流、海浪等涉水环境，能为跨海大桥、海底隧道、水工大坝和海上风电等海洋中的“超级工程”提供实验环境，助力工程建设。
精雕细琢
“地基不稳，实验不准”。施工过程中出现的一点小纰漏，都会极大地影响未来实验的精准度。为实现“造地震”的设想，“打地基”工作成为重中之重。
“两个大型设备要在地下10多米的深基坑内安全、有效运转，光工艺设备埋件就多达7000余个，最大预埋件的单件重量超过10吨。更重要的是，要保证预埋件设计精度达到±1毫米，获得的地震模拟试验数据才精确有效。”刘铭劼说，这好比让重量堪比“400头大象”的实验器物“震起来”，但运动的精度却要求是毫米级的，难度可想而知。
据介绍，为实现地下施工的精之又精，2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑，混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时，近300人明确分工，项目成员轮岗值守，实时监测混凝土性能指标，严格控制温度影响。不仅如此，每寸施工材料都被“精雕细琢”，通过数值模拟分析、试验承重和牢固等方式，确保地震大装置在高频抗震试验过程实现功能。
项目建设管理办公室综合事务部成员杨政龙告诉本刊记者，该团队已连续攻克重大技术难题40余项，设施的技术指标和综合性能已进入国际同类装置领先行列。
“国外常见水下振动台台阵是圆形，防水效果更佳，但为了达到更好的地震模拟试验效果，我们将台阵设计为方形，这就对如何提升防水性能提出了挑战。”刘铭劼说。
从2017年着手研究，到2021年设计定型，项目团队与材料、力学、机械、流体等领域的校内外专家和设备生产厂家团队进行了多轮论证，尝试了几十种材料和分析方法，一遍遍将设计方案推倒重来，反复试验，终于取得成功。
值得一提的是，该项目科研团队的平均年龄仅36岁。
29岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。他对本刊记者说：“我以工地为家，到现在已住了近3年，工地的每个角落都能如数家珍。每天一推开窗，就能看到项目的进展，像是在见证一个孩子的成长。”
一张简易床、一个办公桌，是他屋内仅有的大件家具。“一到冬天，活动板房里的室温和屋外一样冷，电暖气是唯一的取暖依靠，偶尔遇上停电，只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。到了夏天，屋里又像桑拿房，酷热难耐，大伙儿经常‘抢’唯一的淋浴喷头。”何金明说。
“但我们都十分幸运，能够参与‘国之重器’的建设，内心无比自豪、干劲十足。”何金明说，“地震大装置是一本土木工程的‘百科全书’。世界范围内可遵循的建设经验不多，很多难题是第一次面对。每天的工作就是解决一个个新问题，面对一个个新挑战。”
“为了将停留在纸面的科学设想落在实处，每个工作人员都必须有钉钉子的精神，将建设中的各个细节反复演练，预判可能出现的隐患风险并做出有效化解。”何金明说。
十年磨一剑
为什么要“人造地震”？
刘铭劼的思绪回到2008年。2008年5月12日，四川汶川发生特大地震。正是从那时起，天津大学的学者下定决心，要建立一个“人造地震”的重大科技基础设施。
“我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位，地震活动频度高、强度大、分布广，而工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要原因。我们想从科学的角度搞清楚，楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里？怎样才能抵御地震的破坏？”项目建设管理办公室科学工艺部成员燕翔对本刊记者说。
随着经济社会的发展需求，我国大型基础工程建设日益增多，高层超高层建筑、跨海超长桥隧、大型水利工程、大型能源工程等重大项目都对抗震能力提出更高要求。
据刘铭劼介绍，最初抗震研究主要通过震后观测开展——研究人员将观测仪器设置在震区的房屋结构上，等地震到来时观测记录房屋结构在强地震作用下的反应。但实际发生的强地震相对较少，靠真实的地震来获取研究数据，不仅机会非常少而且周期长。
后来，国内外开始建设地震模拟振动台，但大多规模较小且实验功能单一，不能同时模拟地震与波浪、水流共同作用下的真实境况，无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。
因此，建设地震大装置的想法应运而生。团队的设想是：通过建设大型地震模拟振动台和水下振动台台阵，真实再现多种形式的地震，直观了解工程结构在地震中被破坏的机理和特征，为建筑工程结构的抗震减灾技术发展提供数据支撑，进而找到提高工程结构抵御地震的方法。
从行不行到怎么行，从理论到实践，项目团队十年酝酿，经历了上百次论证，终于在2018年8月，世界最大的地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。2019年10月，项目由天津大学牵头启动建设。
“为了让项目建设精准完成，我们专人专岗，各司其职，团队制定了详细的工作计划，甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣，我们力图完善每一处细节，按时完成每一项节点任务。”杨政龙说，各个部门都建立了清单和工作台账，将节点、任务、负责人、监督人、协调人等事项逐一精细化，“大大小小的清单、台账摞起来有半个人高”。
2022年8月，地震大装置即将迎来土建工程联合验收。
用好是关键
2022年以来，四川雅安“6·1”芦山地震和四川阿坝州“6·10”马尔康地震牵动着项目团队的心。
“从了解到的情况看，当地不少房屋建筑和桥梁隧道在地震中抗震性能良好，这显示出我国工程领域近年来抗震水平不断提升。”刘铭劼认为，如果建筑物不会在地震中被损毁，地震就不再那么可怕。
“我们要做出前人做不出的成果。地震大装置建成后，用得好才是关键。”他说，项目团队最大的愿望是在建成第一天就能立刻投入地震模拟实验。
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
不仅如此，年轻的团队还希望其能发挥更大的作用——为全世界地震领域的科学家提供开放共享的实验平台，为全社会普及防震减灾的科学知识。
“我们设计了对外开放端口，希望通过设施、数据、成果共享，吸引世界上更多的科学家和工程技术专家共同研究，为人类科学技术发展作出贡献。”杨政龙说。
据介绍，现在已有上百家工程设计院、施工单位和建筑公司关注着地震大装置的建设进展，前来调研并提出合作设想。项目组为此专门成立了用户库，希望通过前期调研和沟通交流，了解现实需求，为后续更好地服务国家重大工程建设做准备。
“我们‘制造’的‘地动山摇’，是为了让世界更加平安美好。”刘铭劼说。
https://t.cn/A6SwCsyo
【探访天津“地震大装置”】
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
《瞭望东方周刊》记者宋瑞 编辑陈融雪
踏入天津大学北洋园校区，教师刘铭劼像往常一样，朝着不远处的建筑工地举起手机，手指轻点后，画面定格。照片中，一幢约10层楼高、红灰相间的巨型钢结构建筑十分显眼，与不远处科技感十足的仿真中心遥相呼应。
这座巨型钢结构建筑是国家大型地震工程模拟研究设施（以下简称“地震大装置”），是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施。
“我亲眼看着地震大装置从无到有，一点点成长起来，内心非常激动。”刘铭劼是该项目建设管理办公室科学工艺部成员，他告诉记者，随着人防、规划、节能、竣工等验收工作陆续完成，地震大装置即将完成土建工程联合验收。
地下“利器”
走进建设现场，只见起重机正将一些大型设备稳稳吊起，运至相应位置供工人们安装。
地上的繁忙是为了“地下工作”。
“地震大装置的秘密就隐藏在这里。”刘铭劼踩了踩脚下，笑着说，“在整个设施中，最核心的部分就是位于地下的大型地震模拟振动台和水下振动台台阵。”
大型地震模拟振动台基础埋深达18米，20米长、16米宽的台面相当于一个标准游泳池1/3的大小，载重能力最大可达1350吨。
“我们在台面下方放置了作动器。试验中，作动器可以模拟横向、纵向的地震动，影响放在台面上的被测建筑，再通过台面上的传感器和周边摄像头，获取精准的振动数据。科研人员利用这些实测数据，可以研究出更具针对性的抗震性能提升方法。”刘铭劼说。
大型地震模拟振动台台面上方的巨大空间可满足大尺寸模型试验。“我们可以在台面上1∶1等比例还原一栋七层楼高的建筑物，比如住宅楼、医院和学校等，以实物形式对其内部进行抗震性能测试。国内外现有的上千条有记载的地震活动都能在此复现。”刘铭劼说罢，指了指实验中心的另一侧，“那边的水下振动台台阵是这个装置的另一‘利器’。”
水下振动台台阵不仅可以模拟不同位置的地震动，还可以模拟河流、海流、海浪等涉水环境，能为跨海大桥、海底隧道、水工大坝和海上风电等海洋中的“超级工程”提供实验环境，助力工程建设。
精雕细琢
“地基不稳，实验不准”。施工过程中出现的一点小纰漏，都会极大地影响未来实验的精准度。为实现“造地震”的设想，“打地基”工作成为重中之重。
“两个大型设备要在地下10多米的深基坑内安全、有效运转，光工艺设备埋件就多达7000余个，最大预埋件的单件重量超过10吨。更重要的是，要保证预埋件设计精度达到±1毫米，获得的地震模拟试验数据才精确有效。”刘铭劼说，这好比让重量堪比“400头大象”的实验器物“震起来”，但运动的精度却要求是毫米级的，难度可想而知。
据介绍，为实现地下施工的精之又精，2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑，混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时，近300人明确分工，项目成员轮岗值守，实时监测混凝土性能指标，严格控制温度影响。不仅如此，每寸施工材料都被“精雕细琢”，通过数值模拟分析、试验承重和牢固等方式，确保地震大装置在高频抗震试验过程实现功能。
项目建设管理办公室综合事务部成员杨政龙告诉本刊记者，该团队已连续攻克重大技术难题40余项，设施的技术指标和综合性能已进入国际同类装置领先行列。
“国外常见水下振动台台阵是圆形，防水效果更佳，但为了达到更好的地震模拟试验效果，我们将台阵设计为方形，这就对如何提升防水性能提出了挑战。”刘铭劼说。
从2017年着手研究，到2021年设计定型，项目团队与材料、力学、机械、流体等领域的校内外专家和设备生产厂家团队进行了多轮论证，尝试了几十种材料和分析方法，一遍遍将设计方案推倒重来，反复试验，终于取得成功。
值得一提的是，该项目科研团队的平均年龄仅36岁。
29岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。他对本刊记者说：“我以工地为家，到现在已住了近3年，工地的每个角落都能如数家珍。每天一推开窗，就能看到项目的进展，像是在见证一个孩子的成长。”
一张简易床、一个办公桌，是他屋内仅有的大件家具。“一到冬天，活动板房里的室温和屋外一样冷，电暖气是唯一的取暖依靠，偶尔遇上停电，只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。到了夏天，屋里又像桑拿房，酷热难耐，大伙儿经常‘抢’唯一的淋浴喷头。”何金明说。
“但我们都十分幸运，能够参与‘国之重器’的建设，内心无比自豪、干劲十足。”何金明说，“地震大装置是一本土木工程的‘百科全书’。世界范围内可遵循的建设经验不多，很多难题是第一次面对。每天的工作就是解决一个个新问题，面对一个个新挑战。”
“为了将停留在纸面的科学设想落在实处，每个工作人员都必须有钉钉子的精神，将建设中的各个细节反复演练，预判可能出现的隐患风险并做出有效化解。”何金明说。
十年磨一剑
为什么要“人造地震”？
刘铭劼的思绪回到2008年。2008年5月12日，四川汶川发生特大地震。正是从那时起，天津大学的学者下定决心，要建立一个“人造地震”的重大科技基础设施。
“我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位，地震活动频度高、强度大、分布广，而工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要原因。我们想从科学的角度搞清楚，楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里？怎样才能抵御地震的破坏？”项目建设管理办公室科学工艺部成员燕翔对本刊记者说。
随着经济社会的发展需求，我国大型基础工程建设日益增多，高层超高层建筑、跨海超长桥隧、大型水利工程、大型能源工程等重大项目都对抗震能力提出更高要求。
据刘铭劼介绍，最初抗震研究主要通过震后观测开展——研究人员将观测仪器设置在震区的房屋结构上，等地震到来时观测记录房屋结构在强地震作用下的反应。但实际发生的强地震相对较少，靠真实的地震来获取研究数据，不仅机会非常少而且周期长。
后来，国内外开始建设地震模拟振动台，但大多规模较小且实验功能单一，不能同时模拟地震与波浪、水流共同作用下的真实境况，无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。
因此，建设地震大装置的想法应运而生。团队的设想是：通过建设大型地震模拟振动台和水下振动台台阵，真实再现多种形式的地震，直观了解工程结构在地震中被破坏的机理和特征，为建筑工程结构的抗震减灾技术发展提供数据支撑，进而找到提高工程结构抵御地震的方法。
从行不行到怎么行，从理论到实践，项目团队十年酝酿，经历了上百次论证，终于在2018年8月，世界最大的地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。2019年10月，项目由天津大学牵头启动建设。
“为了让项目建设精准完成，我们专人专岗，各司其职，团队制定了详细的工作计划，甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣，我们力图完善每一处细节，按时完成每一项节点任务。”杨政龙说，各个部门都建立了清单和工作台账，将节点、任务、负责人、监督人、协调人等事项逐一精细化，“大大小小的清单、台账摞起来有半个人高”。
2022年8月，地震大装置即将迎来土建工程联合验收。
用好是关键
2022年以来，四川雅安“6·1”芦山地震和四川阿坝州“6·10”马尔康地震牵动着项目团队的心。
“从了解到的情况看，当地不少房屋建筑和桥梁隧道在地震中抗震性能良好，这显示出我国工程领域近年来抗震水平不断提升。”刘铭劼认为，如果建筑物不会在地震中被损毁，地震就不再那么可怕。
“我们要做出前人做不出的成果。地震大装置建成后，用得好才是关键。”他说，项目团队最大的愿望是在建成第一天就能立刻投入地震模拟实验。
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
不仅如此，年轻的团队还希望其能发挥更大的作用——为全世界地震领域的科学家提供开放共享的实验平台，为全社会普及防震减灾的科学知识。
“我们设计了对外开放端口，希望通过设施、数据、成果共享，吸引世界上更多的科学家和工程技术专家共同研究，为人类科学技术发展作出贡献。”杨政龙说。
据介绍，现在已有上百家工程设计院、施工单位和建筑公司关注着地震大装置的建设进展，前来调研并提出合作设想。项目组为此专门成立了用户库，希望通过前期调研和沟通交流，了解现实需求，为后续更好地服务国家重大工程建设做准备。
“我们‘制造’的‘地动山摇’，是为了让世界更加平安美好。”刘铭劼说。
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
《瞭望东方周刊》记者宋瑞 编辑陈融雪
踏入天津大学北洋园校区，教师刘铭劼像往常一样，朝着不远处的建筑工地举起手机，手指轻点后，画面定格。照片中，一幢约10层楼高、红灰相间的巨型钢结构建筑十分显眼，与不远处科技感十足的仿真中心遥相呼应。
这座巨型钢结构建筑是国家大型地震工程模拟研究设施（以下简称“地震大装置”），是我国地震工程领域首个国家重大科技基础设施。
“我亲眼看着地震大装置从无到有，一点点成长起来，内心非常激动。”刘铭劼是该项目建设管理办公室科学工艺部成员，他告诉记者，随着人防、规划、节能、竣工等验收工作陆续完成，地震大装置即将完成土建工程联合验收。
地下“利器”
走进建设现场，只见起重机正将一些大型设备稳稳吊起，运至相应位置供工人们安装。
地上的繁忙是为了“地下工作”。
“地震大装置的秘密就隐藏在这里。”刘铭劼踩了踩脚下，笑着说，“在整个设施中，最核心的部分就是位于地下的大型地震模拟振动台和水下振动台台阵。”
大型地震模拟振动台基础埋深达18米，20米长、16米宽的台面相当于一个标准游泳池1/3的大小，载重能力最大可达1350吨。
“我们在台面下方放置了作动器。试验中，作动器可以模拟横向、纵向的地震动，影响放在台面上的被测建筑，再通过台面上的传感器和周边摄像头，获取精准的振动数据。科研人员利用这些实测数据，可以研究出更具针对性的抗震性能提升方法。”刘铭劼说。
大型地震模拟振动台台面上方的巨大空间可满足大尺寸模型试验。“我们可以在台面上1∶1等比例还原一栋七层楼高的建筑物，比如住宅楼、医院和学校等，以实物形式对其内部进行抗震性能测试。国内外现有的上千条有记载的地震活动都能在此复现。”刘铭劼说罢，指了指实验中心的另一侧，“那边的水下振动台台阵是这个装置的另一‘利器’。”
水下振动台台阵不仅可以模拟不同位置的地震动，还可以模拟河流、海流、海浪等涉水环境，能为跨海大桥、海底隧道、水工大坝和海上风电等海洋中的“超级工程”提供实验环境，助力工程建设。
精雕细琢
“地基不稳，实验不准”。施工过程中出现的一点小纰漏，都会极大地影响未来实验的精准度。为实现“造地震”的设想，“打地基”工作成为重中之重。
“两个大型设备要在地下10多米的深基坑内安全、有效运转，光工艺设备埋件就多达7000余个，最大预埋件的单件重量超过10吨。更重要的是，要保证预埋件设计精度达到±1毫米，获得的地震模拟试验数据才精确有效。”刘铭劼说，这好比让重量堪比“400头大象”的实验器物“震起来”，但运动的精度却要求是毫米级的，难度可想而知。
据介绍，为实现地下施工的精之又精，2万立方米的混凝土进行了一次性浇筑，混凝土浇筑设备连续运转了60多个小时，近300人明确分工，项目成员轮岗值守，实时监测混凝土性能指标，严格控制温度影响。不仅如此，每寸施工材料都被“精雕细琢”，通过数值模拟分析、试验承重和牢固等方式，确保地震大装置在高频抗震试验过程实现功能。
项目建设管理办公室综合事务部成员杨政龙告诉本刊记者，该团队已连续攻克重大技术难题40余项，设施的技术指标和综合性能已进入国际同类装置领先行列。
“国外常见水下振动台台阵是圆形，防水效果更佳，但为了达到更好的地震模拟试验效果，我们将台阵设计为方形，这就对如何提升防水性能提出了挑战。”刘铭劼说。
从2017年着手研究，到2021年设计定型，项目团队与材料、力学、机械、流体等领域的校内外专家和设备生产厂家团队进行了多轮论证，尝试了几十种材料和分析方法，一遍遍将设计方案推倒重来，反复试验，终于取得成功。
值得一提的是，该项目科研团队的平均年龄仅36岁。
29岁的何金明从研究生期间就开始参与到项目中。他对本刊记者说：“我以工地为家，到现在已住了近3年，工地的每个角落都能如数家珍。每天一推开窗，就能看到项目的进展，像是在见证一个孩子的成长。”
一张简易床、一个办公桌，是他屋内仅有的大件家具。“一到冬天，活动板房里的室温和屋外一样冷，电暖气是唯一的取暖依靠，偶尔遇上停电，只有蜷缩成一团再盖上好几层棉被才能睡着。到了夏天，屋里又像桑拿房，酷热难耐，大伙儿经常‘抢’唯一的淋浴喷头。”何金明说。
“但我们都十分幸运，能够参与‘国之重器’的建设，内心无比自豪、干劲十足。”何金明说，“地震大装置是一本土木工程的‘百科全书’。世界范围内可遵循的建设经验不多，很多难题是第一次面对。每天的工作就是解决一个个新问题，面对一个个新挑战。”
“为了将停留在纸面的科学设想落在实处，每个工作人员都必须有钉钉子的精神，将建设中的各个细节反复演练，预判可能出现的隐患风险并做出有效化解。”何金明说。
十年磨一剑
为什么要“人造地震”？
刘铭劼的思绪回到2008年。2008年5月12日，四川汶川发生特大地震。正是从那时起，天津大学的学者下定决心，要建立一个“人造地震”的重大科技基础设施。
“我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇部位，地震活动频度高、强度大、分布广，而工程结构的失效和倒塌是造成地震中人员伤亡、财产损失和发展受阻的最重要原因。我们想从科学的角度搞清楚，楼房在地震中的薄弱环节到底在哪里？怎样才能抵御地震的破坏？”项目建设管理办公室科学工艺部成员燕翔对本刊记者说。
随着经济社会的发展需求，我国大型基础工程建设日益增多，高层超高层建筑、跨海超长桥隧、大型水利工程、大型能源工程等重大项目都对抗震能力提出更高要求。
据刘铭劼介绍，最初抗震研究主要通过震后观测开展——研究人员将观测仪器设置在震区的房屋结构上，等地震到来时观测记录房屋结构在强地震作用下的反应。但实际发生的强地震相对较少，靠真实的地震来获取研究数据，不仅机会非常少而且周期长。
后来，国内外开始建设地震模拟振动台，但大多规模较小且实验功能单一，不能同时模拟地震与波浪、水流共同作用下的真实境况，无法满足我国重大工程对抗震安全的迫切需求。
因此，建设地震大装置的想法应运而生。团队的设想是：通过建设大型地震模拟振动台和水下振动台台阵，真实再现多种形式的地震，直观了解工程结构在地震中被破坏的机理和特征，为建筑工程结构的抗震减灾技术发展提供数据支撑，进而找到提高工程结构抵御地震的方法。
从行不行到怎么行，从理论到实践，项目团队十年酝酿，经历了上百次论证，终于在2018年8月，世界最大的地震工程模拟研究设施由国家发改委批复立项。2019年10月，项目由天津大学牵头启动建设。
“为了让项目建设精准完成，我们专人专岗，各司其职，团队制定了详细的工作计划，甚至把日程安排具体到每一天。每个阶段的规划都与上一个阶段的规划环环相扣，我们力图完善每一处细节，按时完成每一项节点任务。”杨政龙说，各个部门都建立了清单和工作台账，将节点、任务、负责人、监督人、协调人等事项逐一精细化，“大大小小的清单、台账摞起来有半个人高”。
2022年8月，地震大装置即将迎来土建工程联合验收。
用好是关键
2022年以来，四川雅安“6·1”芦山地震和四川阿坝州“6·10”马尔康地震牵动着项目团队的心。
“从了解到的情况看，当地不少房屋建筑和桥梁隧道在地震中抗震性能良好，这显示出我国工程领域近年来抗震水平不断提升。”刘铭劼认为，如果建筑物不会在地震中被损毁，地震就不再那么可怕。
“我们要做出前人做不出的成果。地震大装置建成后，用得好才是关键。”他说，项目团队最大的愿望是在建成第一天就能立刻投入地震模拟实验。
根据规划，地震大装置将一边通过地震工程模拟试验系统进行物理实验，一边通过高性能计算与智能仿真系统还原最真实的地震数据，进行智能仿真和数据分析，帮助人类实现从灾后救助向灾前预防转变。
不仅如此，年轻的团队还希望其能发挥更大的作用——为全世界地震领域的科学家提供开放共享的实验平台，为全社会普及防震减灾的科学知识。
“我们设计了对外开放端口，希望通过设施、数据、成果共享，吸引世界上更多的科学家和工程技术专家共同研究，为人类科学技术发展作出贡献。”杨政龙说。
据介绍，现在已有上百家工程设计院、施工单位和建筑公司关注着地震大装置的建设进展，前来调研并提出合作设想。项目组为此专门成立了用户库，希望通过前期调研和沟通交流，了解现实需求，为后续更好地服务国家重大工程建设做准备。
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