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回答申艳军博士关于“地震预报”的问题

已有 2609 次阅读 2012-2-22 20:58 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦|关键词:申艳军博士,地震预报问题,回答| 回答, 申艳军博士, 地震预报问题

首先谢谢申博士对我们强震预测研究的关注,你问的几个问题[1]有一定的普遍性和针对性,我在做有关学术报告时经常被人问及。我对申博士勤于思考、敢于质疑的治学态度很赞赏,也欢迎感兴趣的人士经常与我开展有益的学术交流。

一、地震预报与强震预测

预测是科学家们做的事儿,预报是政府部门做的事儿,实际上也就是政治家们做的事儿。只有科学家对强震四要素(包括震源深度)的预测有了充分把握,政治家才敢于拍板做出预报。

我早就强调过,地震能否预测之争是伪命题,因为中小地震一般为随机事件,难以预测;而强震、巨震事件,尤其是主震事件,演化有其规律性。岩石破裂过程力学试验表明的破裂时空有序性已经证实了这一点。

强震(尤其是7.0级以上大震)、巨震对人类危害极大,预测问题必须解决。

过去地震部门习惯叫“地震预报”,这不是一个严格的说法。一般中小地震事件多为随机事件,对随机事件,除非是神仙,难以做出预测或预报。我们称之为“强震预测”,则比较严谨。每个地震区能预测的最小震级是多少,没有一个统一的标准,因每个地震区的情况不同。从理论上分析,对主震的预测可以做到100%,但对某些地震区锁固段在膨胀点的事件、Preshock事件无法预测

二、一个或多个锁固段的形成机理是什么?为什么会出现一字排列的多重锁固段?如何从地质演化规律上解释清楚?

这个问题需从构造演化历史上考虑,比较复杂,我们未做过深入分析。锁固段除了一字排列外,还有非共线排列的情况。

孕育强震需要一个空间区域,区域划分的问题已经得到解决。在一个地震区内,一般含有多条断裂,强震大多是多断裂相互作用的结果。

锁固体是指断层中能承受应力集中的高强度岩体,如岩桥、障碍、闭锁区域、凹凸体等。没有锁固体的存在,即不存在能积累高能量的载体,不会有强震发生。

虽然从地质演化规律上难以说清锁固段是如何形成的,但通过地震活动性的监测可以知道,在一个地震区内是否存在锁固段及其破裂的程度。

对强震预测而言,并不需要知道断层中的锁固体是如何形成的,就像强震预测并不需要“地球是可入的”一样。当然研究地质历史过程中,锁固段如何形成也有科学意义,预计以后会成为地质学家们一个感兴趣的科学问题。

三、对于活动性断层存在锁固段的条数有无好的确定方法?

可采用以下方法:地质、地球物理探测、GPS监测、地震活动性监测等方法,亦可采用以上方法相结合的方法可使判断更为准确。根据我们的理论方法,若提前知道在一个地震区内锁固段有几个,对发生一个大事件后,后续有无更大事件的判断更有把握。

四、1.48的适用性是否满足所有岩体的初始断裂与临界断裂的对应关系?若具有普适性,如何实现其物理意义解释?

初始断裂的说法不严谨,应为非稳定破裂的起点(膨胀点)。从力学理论上分析,宏观破裂点与非稳定破裂起点的应变比只取决于岩石的均匀性指标,对运动速率极为缓慢的断层,锁固段的均匀性指标基本为一常量,应变比值可近似为常数1.48。以下为更详细的解释:

u   是比值关系才会出现常数,通过比值,已经消去了某些几何与力学参数;

u   到达膨胀点及以后,破裂自发进行,与岩性、构造乃至加载环境基本无关;

u   缓慢加载过程导致的岩石脆性度(均匀性)均匀化;

u   理论推导和实例验证表明确实如此。

对历史强震震例的验证分析表明,常数1.48是一个普适性常数。其物理意义是从非稳定破裂开始(sc到发生宏观破裂(sf,其对应的应变比值(sf/sc)为一常数。

你看过的我们发表的有关论文,每个地震区的强震、巨震孕育过程,不都证明了常数1.48的存在嘛。假说谁都可以提,但被实例证明了的假说就是科学理论。

在实验室岩石破裂过程试验中,如果加载速率极为缓慢,或加载到膨胀点时保持恒应力加载,容易验证该常数是否存在。

五、锁固段初始断裂点如何清晰确定?相应,其锁固段断裂终点如何清晰确定?

岩石力学试验表明,岩石加载到膨胀点时,微破裂丛集,震群事件开始发生。震群事件开始发生点对应的应变即为sc,是否为震群事件?需得到历史强震震例的检验,即sfsc须成对出现。宏观破裂点通过sf=1.48sc确定,因sc已知,据此可预测sf(强震发生点)。

六、地震震源深度是如何实现预测的?

我们在研究地震活动性时发现,地震经常集中发生在两个不同的深度范围,如10-13km20-25km,那么中间深度区域13-20km是基本未破裂的区段,未来强震应发生在此深度范围。详细介绍请参见有关论文中的论述。

七、地球深部高温高压环境是否能确定锁固段的断裂为脆性变形?(貌似该问题问过,但是还不清楚,抱歉!)

请参见:

    秦四清,地球深部岩石处于高温、高压状态吗?
    强震预测研究可划分为三个阶段[2],目前我们的研究处于第三个阶段,即提高预测精度阶段。诚然,我们提出的强震预测理论和方法,还有待于完善,还有待于在预测实践中不断改进。为此,我们一直在做不懈地努力。
          若有进一步的问题,欢迎继续讨论。

 

参考

[1]   申艳军请教秦四清教授地震预报的几个问题?

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=565522&do=blog&id=540036

[2] 秦四清,强震预测研究的三个阶段

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=536341



http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-540341.html

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