中美沿海大震集中发生在小冰期：全球变暖可能减弱地震

杨学祥，杨冬红（吉林大学）

关键提示：美国科学家相继发出了6级以上和9级大震在30-50年内爆发的警报，并以历史记录作为证据。研究表明，中美沿海大震集中发生在小冰期时期，并在气候变暖之后逐渐减弱或消失。这为减弱地震提供了理论根据。地壳均衡主要受海平面变化控制，中美沿海大震的共同特征就是证据。

     警报频传

信息时报讯 据《中国日报》报道，据美国媒体2010年3月2日报道，科学家预测北美洲西北海岸将在不远的未来爆发一场里氏9级的超大规模地震，具体地点大约在距离海岸50英里（约合80公里）的太平洋海域，美国的西雅图、波特兰以及加拿大主要港市温哥华都将深受其害。其实这个说法一直存在，但如今却让人感到格外恐惧。卡斯卡迪亚断裂带长度超过1000公里，曾在1700年（编者注：小冰期时期）爆发一场9级大地震，它一旦爆发地震，将威胁到加州、西雅图、波特兰等美国沿岸港口城市。北美洲西北海岸地区大约每500到600年就会发生一次大地震。该地区上一次地震是在1700年，当时一场里氏9级的超级大地震激起了30到40英尺（约合9到12米）高的巨浪，就连对岸的日本沿海村庄都遭到破坏。

美国俄勒冈州立大学教授戈德芬格则表示，在未来50年里，俄勒冈州南部和北卡罗来纳州所处的断层南端断裂的可能性高达80%，将酝酿一场超级地震。

http://news.sina.com.cn/w/2010-03-04/045917161415s.shtml

      2018-06-05 报道，美国加州最危险的地质断裂带“圣安德烈斯断层”附近发现一条新断层，再次引发科学家担忧美西地区潜在超强地震，而造成毁灭性灾难。

   科学家在发表于《美国地震学会通报》的研究论文中说，这条新断层大部分位于索尔顿海底，因此命名为索尔顿海槽断层，其分布与圣安德烈斯断层的南段平行。

   德雷斯高教授说：“需要进一步研究这个断层可能与圣安德烈斯断层相互作用的程度和时间关系。”当然，这会引发人们对超级强震的担忧。

   科学家汇总一千年来的历史记录，显示圣安德烈斯断层每175～200年活动一次而引发7级大地震。但是让科学家感到困惑的是，近二三百年来圣安德烈斯断层一直没有大活动，因此该地区未发生毁灭性灾难。

   参与该研究的地震学家格雷汉姆·坎特（Graham Kent）表示，很难判断这个新断层与圣安德烈斯断层之间的相互作用，因为没有相关的地震数据供参考。

  坎特说：“自上次圣安德烈斯南部发生地震以来，该地区的下一次地震时间一直在被拖延，这是地球学界的未解之谜。”

https://www.sohu.com/a/234069394_100142359

　　2021-04-29 报道，美国地质调查局研究认为在美国加利福尼亚州奥克兰市东部的海沃德断层在未来30年内恐发生6级至7级大地震。

　　研究表明海沃德断层在1134年，1317年，1475年，1629年，1725年，1868年均发生过6级以上的地震活动，这6次强震间隔时间分别为183年，158年，153年，97年，142年，150年，平均间隔约147年左右。而海沃德断层最近一次强震距今已经150年了，鉴于该断层具备一定的地震活动规律性和强震复发性，因此判断海沃德断层未来30年内恐发生6级至7级地震。【目前海沃德断层发生6级至7级地震的概率为30%左右】。

　　海沃德断层上一次发生强震为1868年，1868年10月21日清晨在美国加州旧金山湾东部发生6.8级左右的强烈地震，地震震感持续了40秒左右，地震发生时连遥远的内华达州都有明显震感，地震当时导致约30人死亡并且造成了重大的经济损失。【下图为美国地质调查局模拟的1868年美国加州旧金山湾东部海沃德断层强震烈度分布】

　　美国地质调查局的研究认为海沃德断层也是美国目前最危险的断层；

　　首先海沃德断层历史上的强震存在一定的周期性，该断层平均147年左右发生一次6级或者6级以上的强震，而海沃德断层最近一次强震是1868年发生的6.8级地震，目前该断层已经到强震发生的周期范围内了。

　　第二、1868年海沃德断层发生6.8级地震的时候受灾区域的美国加州旧金山湾东部区域人口大约2.4万人，而目前美国加州旧金山湾东部区域人口已经超过240万人了，如果未来海沃德断层发生7级左右的地震可能将造成的伤亡是1868年那次强震的100倍【1868年海沃德断层发生的6.8级地震导致30人死亡，如果现在该断层发生7级左右的地震将造成超过3000人遇难】。

　　鉴于以上2条判断目前美国最危险的断层应该是海沃德断层。

　　鉴于美国加州奥克兰东部的海沃德断层已经进入了强震发生的周期范围内【海沃德断层强震间隔周期为97年至183年，而海沃德断层最近一次强震为1868年，距今已经150年了】，因此建议在美国居住的华人谨慎在海沃德断层附近居住。并且提醒当地华人加强防震意识，做好预防7级大地震的准备。

https://www.163.com/dy/article/G8OKC4680534HFB9.html?f=post2020_dy_recommends

     我们的研究表明，太阳黑子延长极小期是导致海沃德断层地震周期发生的原因。两次地震间隔为97-183年，所以，下次地震大约在2021-2051年之间。30年内的预测比较准确。

  表1给出了美国海沃德断层6级以上地震和太阳活动、强潮汐、低温期的对应关系，这表明，判断海沃德断层未来30年内恐发生6级至7级地震是大概率事件，规律性非常明显，必须做好短期突发和长期防震的准备。

表1  太阳活动、强潮汐、低温期和美国海沃德断层6级以上地震的对应关系 

         一次失败的地震预测

  1997年的论文指出，美国地质调查局（SGS） 的研究人员于 1985 年首次正式地对位于旧金山和洛杉矶之间的帕克菲尔德小镇作了一次地震预报的初步尝试。根据那次预报, 1993年之前的某一时帕克菲尔德将会发生一次6.0 级的地震。 估计胜算是 1/20, 这确实与地震学家们所看到的一样, 是场赌博。然而,圣安德烈斯断层使每个人都感到惊 1993年过去了, 但却未发生该预测的地震。 

      科学家们很难在地球上再找到一处这样的地方: 从一次地震到下一次地震的发生具有如此的规律, 且具有如此的相似性。

      发生在帕克菲尔德地区的有历史记载的5.5级和 6.0级地震共有6次，即1857、1881、1901、 1922、1934、1966年。其中除 1934 的那次地震外,其它几次均大约相隔 22 此外,1934-1966年的地震事件记录 显示出这 次地震几乎是发生在同一位置上,即发生在米德尔山之下。地球物理学家们认为, 这次地震(或许也包括其他所有帕克菲尔德地震) 可能每次都以其大致相同的特点破裂了 圣安德烈斯断层的同一地段。 

     美国地质调查局的巴昆和林德于1985年提出帕克菲尔德每隔 22 会发生一次极为相似的地震,这种地震被称为 特征地震。他们预测下次地震将在 1988 年前发生，误差在正负5年。可是，1993年过去了，大震却没有发生。

https://www.docin.com/p-691679581.html

https://www.doc88.com/p-9824558838537.html

   美国沿海大震集中发生在小冰期时期

   地震学家格雷汉姆·坎特（Graham Kent）表示，很难判断这个新断层与圣安德烈斯断层之间的相互作用，因为没有相关的地震数据供参考。

  坎特说：“自上次圣安德烈斯南部发生地震以来，该地区的下一次地震时间一直在被拖延，这是地球学界的未解之谜。”

美国地质调查局的巴昆和林德于1985年提出帕克菲尔德每隔 22 会发生一次极为相似的地震,这种地震被称为 特征地震。他们预测下次地震将在 1988 年前发生，误差在正负5年。可是，1993年过去了，大震却没有发生。

原因何在？

根据我们的研究，美国沿海大震集中发生在小冰期时期，在全球变暖的今天，小冰期时期发生地震的规律，已经不复存在，这在表1-2中看得很清楚。

表2  帕克菲尔德地区5.5级和6.0级地震与PDO位相对应关系

注: 括号内为1900年以来国外数据，？表示预测.2056-2090年为下一次拉马德雷冷位相时期（PDO）。美国大震预测就在2000-2035年拉马德雷冷位相时期和2056-2090年拉马德雷冷位相时期。22年周期是太阳黑子周期和潮汐周期。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-655232.html

    小冰期和温暖期有导致地震的方向相反的地壳均衡方式

根据地质学的地壳均衡理论（单位均衡面上的物质柱体质量相等），大陆冰盖融化，负载减少，大陆地壳要均衡上升；海平面上升，负载增大，海洋地壳要均衡下降。斯堪的纳维亚半岛在1万年前有2000米厚的冰盖融化，已经均衡上升了500米，并将继续上升200米。同样，全球平均海平面上升了130米，洋壳均衡下降了43米（地壳与水的密度比大约为3：1）。所以，斯堪的纳维亚半岛并没有因为海平面上升而被淹没。对于没有冰盖的大陆，海平面的实际上升仅87米，减少了三分之一。洋壳下降挤压下方岩浆流向大陆地壳底部，使沿海大陆均衡上升。由于地球表面是球面，洋壳下降，球面半径缩小，洋壳将插入到大陆地壳之下，使大陆边缘受到挤压和抬升。

气候变化导致的冰川期与温暖期交替，形成地表巨量海水在两极冰盖、大陆冰川和大洋海盆之间往返转移，相应的地壳均衡运动迫使地下软流层发生反向流动，推动地壳运动，达到地壳重力均衡。在地球的球面上，地壳均衡不仅能产生地壳的垂直运动，而且能产生地壳水平运动。

      冰川消长，海平面升降，使大陆和海洋在小冰期和温暖期有方向相反的垂直均衡运动，大震间断就是动力方向转换造成的间歇期。大震需要一定时间的能量积累。

我们在《地震和潮汐对气候波动变化的影响》一文中指出，强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉，由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用。文章发表在《地球物理学报》2011年第4期上。

这表明，发生在小冰期的地震规律，不能应用在地球温暖期。

              a 大洋海水减少                            b 大洋海水增加

1-新洋壳，计算时因忽略了与陆壳连接部分，因而计算值比实际值小；

2-旧洋壳，插入大陆壳下或推动大陆分离部分。

图 1 海平面变化造成的垂直运动和水平运动

Fig. 1 vertical and horizontal movement by the changes of sea level

强震与全球气候变化关系的地球物理解释是：全球变暖导致的海平面上升，破坏了地壳的重力均衡，引起加载的海洋地壳均衡下沉，由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面，从而将会引发全球变冷。这就是大自然的自调节作用[13，28-29]。

中国8级以上大震也集中发生在小冰期时期

1.       有史以来我国共发生过18次8级地震 

我国是个地震多发国家，有记载以来发生震级M≥8.0地震共有18次，自公元前1177年至公元1969年，除资料不确切外，共发生震级M≥5.0地震2097次（部分数据为史料推断）。1970年至2007年年底，中国（含边界附近）共发生震级M≥5.0地震约4500余次（真实记录）。

从表1中可以发现，中国8级地震的分布特征非常明显：小冰期时期集中在中国东部，温暖期时期集中在中国西部（台湾除外）。这为我国抗震防震指明了方向。 

表3 中国M≥8.0地震基本信息表（部分为推算震级） 

（资料来源科学出版社1977年出版的《地震学基础》第9～10页，部分资料来自中国地震目录，CEIC.ac.cn制图）

http://www.ceic.ac.cn/contents/background/background4.jsp

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-423286.html  

2.       北京地区的强震也集中在小冰期时期发生

北京地区处于华北平原地震带、山西地震带和张家口-渤海地震带交汇之处，历史上曾发生过294年延庆东6级、1057年大兴南6.8级、1484年延庆6.8级、1536年通县南6级、1665年通县6.5级、1679年三河-平谷8级和1730年京西颐和园6.5级等一系列破坏性地震。北京中心城区也曾发生1076年5级地震、1627年5级地震。其中，三河-平谷8级地震伤亡近10万人，大兴6.8级地震死亡2.5万人，颐和园6.5级地震伤亡457人。

http://www.kepu.net.cn/gb/ydrhcz/ydrhcz_zpzs/ydrh_201904/201904/t20190416_32580.html 

表4  太阳活动、强潮汐、低温期和北京地区地震的对应关系 

从公元850年起，我们可以确定的太阳黑子延长极小期就有四次之多，它们分别是：    

    沃尔夫极小期 （Wolf minimum） （1270-1350）
      斯玻勒极小期 （Sprer Minimum）(1430–1520)
      蒙德极小期  （Maunder Minimum）（1620-1710）
      道尔顿极小期（Dalton Minimum）(1787–1843)
     21世纪极小期 （21th Century Minimum ）(2007-20??)

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=373512

http://www.weather.com.cn/climate/qhbhyw/06/1381790_2.shtml

http://news.sohu.com/20120206/n333874363.shtml

    在小冰期时期，1668年7月25日山东 郯城、莒县曾发生8.5级地震。

3.       山东和济南的强震也集中在小冰期时期发生

济南地区历史上曾发生过4次破坏性地震，分别是1347年4月的平阴ms4.5级地震、1620年10月19日的济阳5.0级地震、1622年4月17日的长庆5.5级地震和1835年6月6日的平阴5.0级地震。这些地震都发生在14-19世纪小冰期时期。

表5  太阳活动、强潮汐、低温期和济南地区地震的对应关系 

4.       冰川地壳均衡运动是8级地震频发的主因

北京地区6级以上地震的统计规律是发生在小冰期时期和太阳黑子延长极小期的概率最大，值得相关部门关注。小冰期造成的冰盖增大和海平面下降，将产生洋壳上升和载冰陆壳下降，形成规模不等的地壳均衡运动，是中国东部8级地震发生的主要力源。

同理，温暖期造成的冰盖融化和海平面上升，将产生加载的海洋地壳下沉，卸载的原冰盖陆壳上升，形成洋壳下降和陆壳上升的均衡运动。青藏高原冰川的融化是中国西部地震频发的主导力源。

5.  下次小冰期在3107-3452年

       2000年查尔斯·季林（Keeling）提出，强潮汐把海洋深处的冷水带到海面，使全球气候变冷，形成的全球气候波动周期大约为1800年。在十五世纪小冰期时期，潮汐强度为最大值，以后开始减弱，直到3100年潮汐强度又将达到最大值。潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷^[2]。潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中，1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期，1770年的峰值对应18世纪的低温，1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是潮汐54-56年周期（与太平洋十年涛动的50-70年周期对应），在全球气候变化中有非常明显的作用。

图2 潮汐强度1800年气候变化周期（据查尔斯·季林，2000）
http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1199018.html

地壳均衡主要受海平面变化控制，中美沿海大震的共同特征就是证据。

     相反的预测：太阳黑子活动正进入第二个“蒙德极小期”

美国科研人员预测，太阳将进入不寻常且时间较长的“超级安静模式”，大约从2020年开始，太阳黑子活动或许会消失几年甚至几十年。

     科学界相信，到2012年，太阳黑子将进入活动高峰期。但美国国家太阳能观测台和空军研究实验所专家发现，太阳黑子近来出奇安静，具体迹象包括一股高速带电粒子流消失、一些黑子逐渐减弱、太阳两极活动放缓。

     这些科研人员6月14日发表3份研究报告说，人们熟悉的太阳黑子活动或许将进入“冬眠”，这种情况自17世纪以来从未出现。

     “这实在不寻常，出人意料，”国家太阳能观测台“太阳天气观测网”副主任弗兰克·希尔说，“但是，这3项完全不同的太阳观察项目发现相似迹象，这一事实是有说服力的指标，显示太阳黑子活动周期或许正进入冬眠期。”

     黑子是周期性地成群出现在太阳表面的暗点，温度相对较低，与强磁场有关。太阳黑子通常每11年进入活动高峰期，会产生太阳风暴，即从太阳大气层射出高速带电粒子流，能严重影响地球空间环境，干扰无线电通信等人类活动。

     希尔说，研究人员正研究这段“冬眠期”是否会成为第二个“蒙德极小期”、即1645年至1715年几乎无法观察到任何黑子活动的太阳活动持续低潮期。

     这3份研究报告发表在美国新墨西哥州拉斯克鲁塞斯市举行的美国天文学会太阳物理学分会年会上。

 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2011/6/248488.shtm

如果从2020年太阳黑子进入第二个“蒙德极小期”和小冰期再次发生，那么，小冰期的地震规律将继续起作用。

关注今后70年的冷暖变化，全球变暖可能缓解全球地震的发生。

在地壳均衡方式的转换期，全球地震强度减弱，能量积累到一定限度，新方式的地壳均衡又将开始，其间地震强度尚未有历史资料可借鉴。

参考文献

1. 杨冬红，杨学祥，刘财。2004年12月26日印尼地震海啸与全球低温[J]。地球物理学进展。2006，21（3）：1023～1027。

Yang Donghong,Yang Xxuexiang, Liu Cai. Global low temperature, earthquake and tsunami (Dec. 26, 2004) inIndonesia[J].Progress in Geophysics, 2006, 21（3）: 1023～1027.

2. 杨冬红，杨德彬，杨学祥. 2011. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报， 54（4）：926-934

Yang D H,Yang D B, Yang X X, The influence oftidesandearthquakes in globalclimatechanges. Chinese Journal of geophysics (in Chinese),2011, 54(4): 926-934

3. 杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677. Yang X X, Chen D Y. Study oncause of formation in Earth’s climatic changes. Progress in Geophysics (inChinese), 2013, 28(4): 1666-1677.

4. 杨冬红. 2009. 潮汐周期性及其在灾害预测中应用[D][博士论文].长春:吉林大学地球探测科学与技术学院.

Yang Dong-hong. 2009.Tidal Periodicity and its Application in Disasters Prediction[D]. [Ph. D.thesis]. Changchun：College of Geo-exploration Science and Technology, Jilin   University.

8.  杨学祥, 杨冬红. 全球进入特大地震频发期. 百科知识2008.07上, 8-9.