登高望远分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qsqhopeiggcas 天马行空,寻求真谛

博文

科学讨论:地球未来能否发生不小于10.0级地震?

已有 2513 次阅读 2019-7-14 13:36 |个人分类:地震风险|系统分类:科研笔记| 科学讨论

19世纪的法国科学巨人亨利·庞加莱说过:“怀疑一切和相信一切是两桩同等方便的解决方案,因为二者都是让我们不动脑筋。”然而,不动脑筋意味着丧失了理性质疑的习惯,十分不利于对科学问题的深入理解。

日本东北大学松泽畅教授曾在东京举行的地震专家会议上指出,根据板块长度判断,地球上有可能发生不小于10.0级的地震。那么,此种说法可信吗?能从科学层面给出可靠的解答吗?

要科学回答该问题并非易事,这需要在掌握地震机制和规律的前提下,以主震判识准则为依托,并结合具体震例分析,才能得出可信结论。

近期,我们阐明了锁固段变形破坏过程中的能量转化与分配原理,进而导出了锁固段破裂事件的地震波辐射能表达式,并指出震级与锁固段的承载力呈正相关。因此,每个地震区所能发生的最大地震震级,不取决于地震区尺度或板块长度,而取决于锁固段的承载力。只要承载力足够大,主震震级也就会足够高。尽管如此,因为锁固段的承载力存在某个上限值,故主震震级也存在某个上限值。

在上述研究的基础上,今年我的一位博士生建立了主震判识的震级准则,即:

Mn+1-Mn>0.5    (1)

上式的涵义是:在统一震级标度的情况下,若特定地震区当前地震周期(图1n+1次标志性地震与第n次标志性地震震级差大于0.5,可判定n+1次标志性地震为当前地震周期主震(最后一次标志性地震,由最后一个承载力最高的锁固段发生宏观破裂产生)。

image.png

1 地震区地震周期旋回

有了式(1)就好办了,就容易讨论上述问题啦。下面,看看哪些地震区具有发生MW≥10.0地震的潜力。

从我们分析过的全球62个地震区的情况来看,旧金山地震区和瓦尔迪维亚地震区名列前茅,是竞争力强的潜力股。特别是后者,曾发生有史以来全球最大的一次地震——1960522日智利瓦尔迪维亚MW9.5地震。那么,该震是主震吗?该地震区的主震震级能超过MW10.0吗?

瓦尔迪维亚地震区为板间地震区,其地震构造图示于图2。该区发生了3次标志性地震(秦四清等,2016c),分别为171626日秘鲁塔克纳什Muk8.8/11日伊卡Muk8.6双震、1906131日厄瓜多尔西部近海Muk8.9/19071116日秘鲁乌奇萨MS8.7双震与1960522日智利瓦尔迪维亚MW9.5地震,其演化遵循着孕震断层多锁固段脆性破裂理论(图3)。由于1906年双震约相当于一次MW9.02地震,据式(1)知1960MW9.5地震不为主震,该地震区未来仍将发生下一次标志性地震。

image.png

2 瓦尔迪维亚地震区地震构造图

image.png

3 考虑误差修正后瓦尔迪维亚地震区1471.8.292017.8.30之间ML≥6.0地震的

CBS与时间关系

看到这里,好奇的童鞋可能会问:1906年和1960年标志性地震相差接近0.5,那么由于震级测定值的误差存在,有无可能误判主震呢?介个嘛,我们也想到啦。鉴于震级测定值存在误差,且目前不同地震台网给出的地震震级值均保留一位小数,当两标志性地震的震级差接近0.5时,根据式(1)容易误判主震。为此,建议根据特定地震区某次标志性地震后该区的地震活动性特征进行进一步判断(薛雷等,2018。若后续较大地震初期集中发生于某地震区内的较小区域,之后随时间延续地震活动趋于平静,则可确认该标志性地震为主震;若后续较大地震在地震区内随机发生且保持活跃,则可认为该标志性地震不为主震。此时应参考不同地震台网对该震的测定值,根据有关公式修订震级。该地震区自1960MW9.5地震后,地震们干劲十足,不仅不小于6.0级地震频发,而且不小于8.0级地震也时常亮相,如在2010年曾发生智利康塞普西翁MW8.8地震。这些地震在空间上呈随机分布,且持续活跃,也表明1960MW9.5地震不为主震。

接下来,讨论下一次标志性地震有无可能为主震及其震级的情况:

1)若下一次标志性地震为主震,根据式(1)判断,该区主震震级应大于MW10.0。然而,这种情况发生的可能性较小,其原因是该区当前地震周期的历时较短。我们的研究表明,地震区地震周期历时为数千年至数万年,而截止到目前该区的历时约为548年。

2)从地震周期的历时情况看,不仅该区下一次标志性地震不可能为主震,而且未来连续的几次标志性地震均不可能为主震。随着主震前该区能量的不断积累,主震震级应随之增大,故主震震级应远大于MW10.0

综上,我们判断该区当前地震周期的主震震级应大于10.0级。

每个地震区某轮地震周期的主震都是地震中的老大,其震级为“冠军”,特别是环太平洋地震带某些地震区的主震震级会大于10.0级。这样规模的地震一旦发生,除了地震造成的局部地区严重破坏外,还可能引发非常严重的海啸灾害与伴随的大范围环境和生态破坏。这是否是造成地球5次生物大灭绝(如分别对应环太平洋地震带某些地震区前5轮地震周期的主震)的主要原因,值得进一步探讨。当然,目前这只是一个猜想,尚需进一步论证。

参考(略)




http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1189458.html

上一篇:1900年以来全球地震活动特征及其未来演变趋势
下一篇:科普:为何板内地震不一定沿活断层分布?

10 郑永军 杨正瓴 张国宏 吴晓娲 崔锦华 吴斌 王媛媛 翟梦阳 闻宝联 杨百存

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2020-1-25 12:43

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部