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咱在2017年写的一篇博文《地球何时进入了地震活跃期?》【1】中谈到:“约从公元1510年起全球就进入了地震活跃期(图1),且一直持续至今。因此可以推断,在未来相当长的时间,全球地震活动将呈现越来越活跃的趋势。”
(a) (b)
图1 公元10至2011.5.15期间全球M≥8.0(a)和M≥8.5(b)地震序列
然而,囿于研究程度,该文并未给出“全球地震越来越猛”的原因,这成了咱的一个心病。做科研的童鞋们知道:科研嘛,不仅要知其然,还要知其所以然。若搞不懂“所以然”,心病难除啊。
咱先看看,如果板块和断层运动速率是逐渐增长滴,那么地震区锁固段的破裂速率会逐渐升高,这样就容易解释本文关注的问题。为此,咱查阅了不少文献找证据,但没有找到。
看来此路不通,得从孕震断层锁固段自身的破裂机制入手想办法了。
我们的研究表明,对全球62个地震区而言,每个地震区当前地震周期的锁固段均处于体积膨胀点与峰值强度点之间的非稳定破裂阶段,在该阶段锁固段本身的破裂速率与之前的阶段相比,要高的多。嗯呐,高,实在是高。然而,用之要解释“越来越猛”现象,还差强人意呐。
那么,究竟什么是本质原因呢?
近期,我们在研究锁固段之间的力学作用模式时,有了新的收获,能够合理解释“越来越猛”现象出现的本质原因了。
在缓慢构造应力加载下,当某地震区第1锁固段发生断裂后,其承受的大部分荷载转移至第2锁固段,可加剧第2锁固段的破裂速率。以此类推,随着更多锁固段的依次断裂,剩余锁固段承受的荷载越来越大,其破裂速率也越来越快。如此,随着时间的推移,地震区的地震活动将趋于频繁;再者,由于破坏次序靠后的锁固段承载力较高,其相应标志性事件和预震的震级也普遍升高。这两种作用叠加必然造成随时间的延续,地震活动性越强(频率快和震级大),CBS的加速趋势也越显著(图2)。
图2 考虑初始CBS误差Δ后汶川地震区在638.2.14至2017.8.21 之间MS≥5.5地震的CBS与时间关系
(标志性地震分别为1327.9四川天全MS7.75地震(CE1),1937.1.7青海玛多MS7.8地震(CE2)与2008.5.12四川汶川MS8.1地震(CE3))
总结下,由于荷载转移可极大地促进后续锁固段的损伤演化,故随着时间的延续,各地震区地震越来越多、震级越来越大,这是全球地震演化的必然趋势。为此,我们建议处于地震活跃区的有关国家和地区,应尽可能早地提高防震减灾能力。
参考
【1】地球何时进入了地震活跃期?
http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1071193.html
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