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        地震活動(dòng)有何規(guī)律

        2016-05-13 08:00:35孫士鋐
        瞭望東方周刊 2016年16期
        關(guān)鍵詞:主震余震強(qiáng)震

        孫士鋐

        全球強(qiáng)震活動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是:強(qiáng)震活動(dòng)在空間分布上的相對(duì)集中成帶性和在時(shí)間域具有活躍—平靜的交替出現(xiàn)過程

        2016年的4月10日至17日,在短短8天時(shí)間內(nèi),全球先后發(fā)生了多次地震:4月10日阿富汗7.1級(jí)地震,4月13日緬甸7.2級(jí)地震,4月16日日本7.3級(jí)地震,4月17日厄瓜多爾7.5級(jí)地震,另有數(shù)個(gè)地區(qū)還發(fā)生了多次5?6級(jí)的地震。其中,日本7.3級(jí)地震與厄瓜多爾7.5級(jí)地震給當(dāng)?shù)貛砹藝?yán)重的災(zāi)難。

        上述一系列強(qiáng)震引起了社會(huì)公眾的關(guān)注。

        活躍-平靜交替出現(xiàn)

        近100年來的地震觀測(cè)資料顯示:全球平均每年發(fā)生7級(jí)以上地震約20次;6級(jí)以上地震100多次;5級(jí)以上地震1000多次;4級(jí)以上地震約1萬次;3級(jí)以上地震約10萬次。也就是5級(jí)多的地震平均每天有3~4次。

        地震震級(jí)和能量的關(guān)系為:地震震級(jí)每提高一級(jí),地震能量提高約31.6倍;地震震級(jí)每提高兩級(jí),地震能量提高約1000倍。2011年3月11日日本發(fā)生的9.0級(jí)地震,其能量相當(dāng)于1000個(gè)7.0級(jí)地震。

        全球強(qiáng)震活動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是:強(qiáng)震活動(dòng)在空間分布上的相對(duì)集中成帶性和在時(shí)間域具有活躍平靜的交替出現(xiàn)過程。圖為印度尼西亞首都雅加達(dá),一名地質(zhì)工作者查看地震波

        全球強(qiáng)震活動(dòng)最顯著的特點(diǎn)是:強(qiáng)震活動(dòng)在空間分布上的相對(duì)集中成帶性和在時(shí)間域具有活躍—平靜的交替出現(xiàn)過程。

        經(jīng)研究,全球強(qiáng)震活動(dòng)主要集中在兩大地震活動(dòng)帶:一是環(huán)太平洋地震帶,即太平洋的周邊地區(qū),包括南北美洲的智利、秘魯、厄瓜多爾、危地馬拉、墨西哥、美國等國家的西海岸,阿留申群島、千島群島、日本列島、琉球群島以及菲律賓、印度尼西亞和新西蘭等國家和地區(qū)。這個(gè)地震帶是地震活動(dòng)最強(qiáng)烈的地帶,全球約80%的地震都發(fā)生在這里。二是歐亞地震帶,從歐洲地中海經(jīng)希臘、土耳其、我國的西藏延伸到印度洋的東北邊界,也稱地中海-喜馬拉雅地震帶。這個(gè)地震帶的地震活動(dòng)占全球地震的15%。

        就中國大陸而言,東經(jīng)107°以西的中國大陸西部地區(qū),由于直接受到印度板塊的強(qiáng)烈碰撞,地震活動(dòng)的強(qiáng)度和頻度均大于中國大陸的東部地區(qū)。20世紀(jì)中國大陸發(fā)生7級(jí)以上淺源地震64次,其中東經(jīng)107°以西的中國大陸西部地區(qū)56次,占87.5%,且其釋放的地震能量占整個(gè)大陸的95%以上。

        地震活動(dòng)的活躍與平靜交替出現(xiàn)的現(xiàn)象,在時(shí)間上具有層次性,十年尺度的活躍與平靜交替分別稱為活躍幕與平靜幕;百年尺度的稱為活躍期與平靜期。自19世紀(jì)末以來,中國大陸7級(jí)以上地震大致經(jīng)歷了5個(gè)地震平靜和活躍幕交替的輪回。其中較為完整的輪回是4個(gè)(1907~1937;1938~1955;1956~1976;1977~2001),輪回的平均時(shí)間是25±5年;輪回中發(fā)生七級(jí)以上地震16±4次。其中平靜幕和活躍幕的持續(xù)時(shí)間平均分別為8±2年和17±6年; 平靜幕和活躍幕中每年發(fā)生7級(jí)地震平均分別為0.2±0.1次和1.0±0.3次。

        地震的序列類型

        研究地震的序列類型是分析判定地震形勢(shì)的一種重要途徑,對(duì)搶險(xiǎn)救災(zāi)和應(yīng)急決策有至關(guān)重要的作用。

        地震序列是指某一時(shí)間段內(nèi)連續(xù)發(fā)生在同一震源體內(nèi)的一組按次序排列的地震。一個(gè)地震序列中最強(qiáng)的地震稱為主震;主震后在同一震區(qū)陸續(xù)發(fā)生的較小地震稱為余震;主震前在同一震區(qū)發(fā)生的較小地震稱為前震。

        地震序列大致可分3種類型:(1)主震型。主震的震級(jí)高,很突出,主震釋放的能量占全地震序列的90%以上。又可分為“主震-余震型”和前震-主震-余震型”兩類;(2)震群型,沒有突出的主震,主要能量是通過多次震級(jí)相近的地震釋放出來的;(3)孤立型,其主要特點(diǎn)是幾乎沒有前震,也幾乎沒有余震。

        專家對(duì)地震序列類型的判定,主要是依據(jù)已發(fā)生地震的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)與動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)指標(biāo),以及地震區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造等。

        例如,統(tǒng)計(jì)1966~1992年中國MS≥5.5級(jí)的165次地震中,其中有前震群(前震序列)的占6%,有直接前震的占20.6%;在MS≥7.0的15次地震中有前震群的占20%,直接前震的占53%。

        前震活動(dòng)有可能從序列特征、震源機(jī)制、震源參數(shù)的演變、地震波的振幅比、輻射特性及頻譜等方面從正常地震活動(dòng)中加以鑒別。例如,1975年遼寧海城7.3級(jí)地震之前發(fā)生過前震序列,該前震序列表現(xiàn)出震級(jí)不斷增大、頻度上升、震中位置集中和震源深度變化小等特點(diǎn)。

        4月16日的日本7.3級(jí)地震為前震-主震-余震型序列,4月14日的6.5級(jí)地震為其前震。

        強(qiáng)震之間的關(guān)聯(lián)性

        強(qiáng)震之間的關(guān)聯(lián)性,表現(xiàn)為強(qiáng)地震活動(dòng)地點(diǎn)或成組地震活動(dòng)在地域變遷軌跡上有規(guī)律可循。

        例如,在中國大陸西部,沿著祁連山斷裂帶上的1920年海原8.5級(jí)地震-1927年古浪8級(jí)地震-1932年昌馬7.6級(jí)地震,顯示出從東到西的定向遷移。另外,在土耳其北安納托利亞斷裂上,自東向西的1939年埃爾津詹8.0級(jí)大地震-1943年拉迪克7.5級(jí)地震-1944年蓋拉特7.2級(jí)地震-1957年阿班特7.0級(jí)地震-1999年伊茲米特7.4級(jí)大地震的定向遷移,是全球典型的大地震沿著斷裂帶遷移的圖像。再例如,我國華北地區(qū)1966年邢臺(tái)7.2級(jí)地震、1969年渤海7.4級(jí)地震、1975年海城7.3級(jí)地震及1976年唐山7.8級(jí)地震,11年間構(gòu)成了一個(gè)7級(jí)地震的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的遷移圖像。

        至于在較短的時(shí)間內(nèi),相距幾百公里,數(shù)千上萬公里的一組地震之間是否具有關(guān)聯(lián)性?從地殼運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力源角度是具有關(guān)聯(lián)性。無論是地幔對(duì)流的動(dòng)力、板塊運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力、地球自轉(zhuǎn)的動(dòng)力、還是太陽和月球?qū)Φ厍虻囊?,地球?nèi)部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起的地震是與地球整體運(yùn)動(dòng)有關(guān)。但目前認(rèn)為,如4月16日日本7.3級(jí)地震與4月17日厄瓜多爾7.5級(jí)地震之間,并不存在相互影響的關(guān)系。

        釋放的能量是關(guān)鍵特征

        “地震活躍期”是指地震活動(dòng)相對(duì)頻繁和強(qiáng)烈的時(shí)期。地震活躍期是相對(duì)地震平靜期而言的,只是一個(gè)相對(duì)的概念。判斷地球是否已進(jìn)入地震活躍期的現(xiàn)象主要是基于對(duì)歷史強(qiáng)震在時(shí)間上具有活躍與平靜交替性的認(rèn)識(shí)。

        從美國地質(zhì)勘探局公布的數(shù)據(jù)來看,近年來全球強(qiáng)震頻率并未增加。數(shù)據(jù)顯示,2016年1月24日,美國阿拉斯加州南部發(fā)生7.1級(jí)地震;4天后,俄羅斯堪察加半島發(fā)生7.2級(jí)地震;一個(gè)月后的3月2日,印度尼西亞西蘇門答臘省附近海域發(fā)生7.8級(jí)地震;然后,就是4月16日日本九州的7級(jí)(日本測(cè)定為7.3級(jí))地震和厄瓜多爾的7.8級(jí)地震。平均下來,每個(gè)月的地震次數(shù)跟全球長期的平均水平相差無幾。而此前5年,7級(jí)及以上地震的次數(shù)分別是:2015年19次、2014年12次,2013年19次、2012年13次、2011年20次。這些數(shù)據(jù)顯示全球并未進(jìn)入地震活躍期。

        但如果取全球8.5級(jí)特大地震為指標(biāo),地球自2004年開始已明顯進(jìn)入了地震活躍期。上世紀(jì)下半段,在1964年以后,直至2004年,全球發(fā)生8級(jí)以上巨大地震的頻次明顯減少,沒有發(fā)現(xiàn)有8.5級(jí)以上巨大地震的記錄。而從2004年12月26日印尼9.1級(jí)地震后,全球先后發(fā)生了2005年3月29日印尼8.5級(jí)地震;2007年9月12日印尼8.5級(jí)地震;2010年2月27日智利8.8級(jí)地震;2011年3月11日日本9.0級(jí)地震及2012年4月11日印尼8.6級(jí)地震,在短短的8年時(shí)間內(nèi)發(fā)生了6次8.5級(jí)以上巨大地震。

        需要特別指出的是,一次8.5級(jí)地震的能量相當(dāng)于180個(gè)7.0級(jí)地震。這是一個(gè)基本的活動(dòng)特征,這個(gè)特征表明從2004年以來我們一直處于一個(gè)全球8級(jí)以上巨大地震的活躍時(shí)段,這個(gè)活躍的時(shí)段預(yù)計(jì)還將會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。

        另一個(gè)需要指出的特征是,某類地震能量特別巨大的地震事件,是只能在地震活躍期才有可能發(fā)生。這類地震事件在非活躍期無法解釋。例如,1960年智利大地震,震區(qū)在一個(gè)月內(nèi)發(fā)生了6次7級(jí)以上大地震,主震的矩震級(jí)達(dá)到9.5級(jí)。而在這一活躍期,在印尼蘇門答臘海域,不到8年發(fā)生了6次8級(jí)以上大地震,其中8.5級(jí)以上4次。

        (作者系中國地震臺(tái)網(wǎng)中心研究員)

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