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揭示汶川地震演化过程之谜

已有 3370 次阅读 2018-4-18 13:48 |个人分类:热点关注|系统分类:论文交流| 汶川地震, 十周年纪念文章

 

时光荏苒,再过20多天就到汶川地震10周年纪念日了。近十年间,相信不少学者对汶川地震前兆、孕育机制以及紫坪铺水库蓄水对汶川地震孕育过程影响的研究,有了可喜的进展。

记得在2008613日,在领导们的带领下去汶川灾区进行地震地质灾害考察,被惨重的人员伤亡和重大的财产损失所震撼,在考察北川大滑坡的过程中和同事们聊到如有人能用科学方法提前预测之,且有所准备,该会减少多少损失啊”。那时,因不搞地震研究,对地震一无所知,更没想到俺此生能与地震沾边。


记得2009年夏天在青岛旅游途中,不知怎么忽然脑洞大开,突然找到了孕震断层多锁固段加速破裂规律的“密码”,自此上了“贼船”而乐此不疲。不过,把想法转变成可操作的理论方法绝不是一蹴而就滴,确实需要“十年磨一剑”的功夫啊。嗯,我们的研究也经历了“几度风雨几度春秋”般的艰难探索,有一次差点如临深渊,好在危机的关头,基于深度思考和逆向推理且结合震例分析启示,挽救了“革命”,找到了“革命圣地”。近九年间,我们先后解决了孕震地质模型与尺度无关的破裂失稳预测模型、失稳前兆、地震区划分、监测物理量选择、地震类型判定、地震可预测类型等一系列难题,完成了对世界上各地震活跃区的回溯性预测检验和前瞻性预测,其中对某些大地震的预测已得到证实。我们的研究实现了浅源、中源、深源地震机制与规律的统一,实现了板内与板间地震区地震机制与规律的统一,具有扎实的地学、物理学与力学基础,具有可重复检验性和普适性,能合理解释以前不能说明白的各种“疑难杂症”。我们有足够的理由相信,在我国及其邻区,未来类似汶川地震规模的大(巨)震(标志性地震)都会被我们用科学的理论方法提前预测;以后环太平洋地震带9.0级以上地震(标志性地震)将会被我们全部拿下,尽管预测三要素可能会有误差。若不信,咱就骑着毛驴看唱本——走着瞧!

好啦,不王婆卖瓜啦,说正事吧。

一、孕震断层多锁固段脆性破裂理论涉及的基本公式

Sf (k)=1.48kSc                                                            1

Δ=[ Sf*(1)-1.48 Sc*]/0.48                                  2

|M- MC|<= 0.5                                         3

MP< =min (MFMC) - 0.2                         4

Ea= Em+ Er                                                               5

Sc*Sf*(1)分别为误差未校正前第1锁固段体积膨胀点和峰值强度点对应的CBS值;Sc为误差校正后1锁固段体积膨胀点对应的CBS;Sf(k)为误差校正后k个锁固段峰值强度点对应的CBS值;

Δ为第1锁固段体积膨胀点之前的CBS误差值;

MCM F 分别为锁固段膨胀点和峰值强度点(图1)对应的标志性地震震级;

MP 为锁固段在此期间发生的预震或前震震级;

Ea 为主震前地震区积累的弹性应变能;

Em 为主震本身释放的弹性应变能;

Er 为余震释放的弹性应变能。


1 岩石或锁固段变形破坏过程

二、揭示汶川地震演化过程之谜

近十年间,我们对汶川地震的研究取得了如下进展:

1  汶川地震区标志性地震孕育过程

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论,可建立汶川地震区(图2)当前地震周期经误差修正后标志性地震之间的力学联系。如图3所示,根据13279月四川天全MS7.75地震发生前的CBS值,可较准确地连续预测到193717日青海玛多MS7.8地震与2008512日汶川MS8.1地震的临界CBS值。可看出,这些标志性地震孕育规律均遵循式(1),且其震级值满足式(3)。计算表明,汶川MS8.1地震本身释放能量约为8.61×1016 J,远小于其发生前该区积累能量(约为1.39×1017 J),据式(5)可判断汶川地震并非该区当前地震周期主震,该区仍存在第3锁固段,当其被加载至峰值强度点时,应发生标志性地震。结合式(2)和(3)以及该区地震活动性特征,预测该未来标志性地震震级为MS8.0~8.3,且其发生前将发生多次不超过MS7.7的预震。


2  汶川地震区地震构造图(3.6版)


3  汶川地震区638.02.14-2017.08.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MS≥5.5地震,即Mv=MS5.5;误差修正已被考虑)

2  汶川地震、芦山地震、九寨沟地震之间关系

根据预震、前震、标志性地震、主震与余震的定义,可知2013年芦山地震和2017年九寨沟地震均为汶川地震区下一次标志性地震(MS8.0~8.3)前的两次显著预震,均与汶川地震有着密切联系,且芦山地震和九寨沟地震有直接联系(图4)。


4  汶川地震区2008.05.12UTC 6:54-2017.08.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MS≥5.4地震,即Mv=MS5.4

3  汶川地震区标志性地震复发周期

结合地震类型定义及其可预测性,可知标志性地震和主震为理想的地震类型,研究其复发周期具有可行性。

汶川地震区有关标志性地震及其未来主震是否存在复发周期,尚待今后相关资料丰富后才能作出明确判断。

4  汶川地震前有无显著的中长期与短临物理前兆?

2008512日汶川地震前,四川地区地电和地磁类观测结果表明,出现的异常现象比例极低,且未观测到电磁类异常现象,引起地震学界的广泛争议。

1976年松潘-平武7.2级双震震群为显著前震序列,汶川地震区自显著前震发生后至后续标志性地震发生前,地震活动长期处于平静期,期间发震锁固段的物理状态几乎不变,不能观测到显著的中期和短临物理前兆实属正常。此外,事后发现的异常现象与大地震的对应关系往往不具有唯一性,不能视其为可靠的地震前兆。

5  紫坪铺水库与汶川地震关系

紫坪铺水库对汶川地震孕育过程的影响很小,可以忽略。可参见:

紫坪铺水库蓄水渗入到龙门山断裂带深部了吗?

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=1107528

对汶川地震孕育过程的详细研究已发表在《科学技术与工程》杂志,这是一篇编辑部特约稿件,以纪念汶川地震十周年。嗯,点击链接可免费下载。

    薛 ,秦四清,杨百存,张珂,陈竑然. 探讨与汶川地震有关的焦点科学问题. 科学技术与工程, 2018; 18(11): 1—15.

        http://www.stae.com.cn/ch/reader/create_pdf.aspx?file_no=1710794&flag=1&journal_id=jsygc&year_id=2018

 




http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1109607.html

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1 吴斌

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