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前震及其震级

已有 9417 次阅读 2016-6-11 08:57 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 震级, 前震

梅世蓉和冯德益将主震前40天中发生在距主震100km内的地震称作直接前震;李世愚等指出:强震前几天或几小时内,在几千米范围内密集发生的M $\geqslant$ 3.0级地震称作直接前震。”关于直接前震,学者们已有两点共识:(1)前震是主震临发生前的事件(一般认为前震发生于主震前几小时、几天或几个月内);(2)前震发生在主震震源附近(一般认为前震发生于主震周围几十公里范围内)。广义前震是在直接前震定义上的拓延, 陆远忠等(1985) 对广义前震同时作过这样的论:“广义前震是发生在一个地震序列之前较长时间(几个月、几年甚至更长) , 较远距离(距震源数十千米甚至数百千米) , 与该序列孕育有关的单个地震(即前兆地震) , 或地震群(即前兆震群) 以及它们的组合”;杨立明与刘小风(2006)在研究祁连山地震带地震短期综合预报方案中发现:在青藏高原东北缘地区中强以上地震前,常发生MS3.6~4.5级的显著地震事件,并将其称之为广义前震;陈运泰等在论述破裂起始现象时指出:“瞬时前震,指的是在较大地震之前非常短的时间内(一般为一天或几天内)发生的、距离较大地震很近的小地震。”;刘祖荫等(1998)指出:1975年海城大震的前震序列是从197521M1.4级地震开始的。可见,前人主要通过对距较大地震事件发生的时间和距离判识前震,并认为其是一个主要由小地震构成的地震序列,对前震及其震级的定义并不统一

我们认为,准确判识前震需两个前提,一是能够准确地划定地震区,二是给出准则判断距临界状态的距离。尽管近些年国内外诸多学者对如何判识前震做了诸多研究,但仍未能对这两个问题给出科学解答。

如何定义前震呢?一个科学的定义须有两点特征,即具有明确的物理涵义和实际可操作性。按照过去对前震的定义,若应用于实际预测,其实不具有可操作性。这是为什么呢?按照前人的搞法,当一个较大事件发生后,回过头去找,或许能找到符合条件的前震,这岂不成了“马后炮”了。要当事前诸葛亮,不能整“后验性”的东东,应给出一个具有“先验性”特征的定义。

为此,我们将前震(foreshock)定义为:某较大地震或震群发生后,若此时CBS监测值不小于0.98SfSf锁固段峰值强度点对应的临界CBS,则称其为前震事件(图1)。foreshock事件的判识,只与距临界值的距离有关,而与距标志性地震事件发生的时间和距离无关。


1 岩样在三轴压缩条件下不同变形破坏阶段示意图

还有一个问题,即前震的震级为多大合理?这事儿也得整明白。在某地震区标志性地震事件发生前,该区会发生大大小小的很多地震,若找较小的地震作为前震,即使在符合上述定义的情况下,因小震对CBS值的增量贡献较小,不具有显著性。举个例子,在一个8.0级地震发生前,以5.0级左右地震作为前震行不行呢?这个不行,一是这种量级的地震太多,二是不具有显著性,成了“眉毛”与“胡子”一把抓啦。

近期,我们对全球主要地震区又捋了一遍,今年毕业的一个博士生在其博士论文中提出了如下确定前震震级的方法。

MCMF为锁固段膨胀点和峰值强度点对应的标志性地震事件震级,Mf为锁固段在此期间发生的foreshock事件震级。

MCMFMf一般应满足:

1)若M6.0 $\leqslant$ MFM7.0,则

M5.0 $\leqslant$ Mf $\leqslant$ minMFMC-0.2                                     1

2)若M7.0 $\leqslant$ MFM8.0,则

M6.0 $\leqslant$ Mf $\leqslant$ minMFMC-0.2                                     2

3)若M8.0 $\leqslant$ MFM9.0,则

M7.0 $\leqslant$ Mf $\leqslant$ minMFMC-0.2                                      3

4)若MFM9.0,则                                          

Mf M7.5                                                                          (4)

根据式(1-4),可给出未来标志性地震事件的前震震级范围。由此可见,前震震级并非前人所述的小地震序列,而是相对较大震级的地震事件。

是否各地震区会发生式(1-4所示的显著性前震呢?这个是必须滴,尽管从发震时间上看,前震与标志性事件之间间隔较远。

如对唐山地震区,在1976年唐山大地震发生前,1969年渤海发生了一次7.4级的显著前震事件(图2-3)。

再如汶川地震区,在2008年汶川大地震发生前,1976年松潘-平武发生了7.2级双震震群事件(图4-5),该震群为显著性前震震群。明白了大震孕育规律和前震,对防震减灾的作用非常重要。如对汶川地震区,国家地震局从1976年后,应年年划为重点地震危险区,而不是这两年划为重点危险区,过两年又划为一般危险区。如果这样,从1976年后把该区的建筑抗震设防烈度提高,不间断地加固危房,抓紧对危害较大的滑坡和崩塌治理,批交通干线工程时以隧道代替桥梁,那么汶川大地震造成的损失应显著减小。所以,预先知不知道某地有大震发生,减灾的效果将大大不同。


2 唐山地震区地震构造图


3 唐山地震区公元前1767-2015.11.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MS≥5.0级地震事件;横坐标对应的时间减去4000年为实际年份;误差修正已被考虑)


4  汶川地震区地震构造图


5  汶川地震区638.2.14-2015.11.21之间CBS值与时间关系

(数据分析时选取MS≥5.5级地震事件;横坐标对应的时间减去3000年为实际年份;误差修正已被考虑)

参考(略)




http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-983826.html

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