潮汐组合和地下电流可预报地震

                            杨学祥，杨冬红

一、地下电流可预报地震

防震减灾手抄报：地下电流可预报地震

2014-05-28

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　　据悉，一个日本研究小组表示，通过观测地下电流的细微变化，他们能够预测东京西南一个偏僻岛屿附近的地震。

　　这个研究小组由东海大学和东京学艺大学等机构的研究人员组成。他们对在伊豆群岛的神津岛上观测到的地电势的变化和1997年5月至2000年6月附近地区发生的3级以上地震之间的关系进行了分析。

　　每隔约100米到3000米埋下的约20个电极被用来观测地电数据，同时研究小组密切注意该岛周围大约20公里范围内发生的地震。

　　研究小组说，他们记录下的大地电流的强度和流动发生的异常变化共有19次，其中11次变化过后会在30天内发生3级以上的地震，预测准确率为58%。

　　研究报告的作者之一、东海大学教授长尾年恭说：“58%的概率在统计学上是显著的。人们围绕是否存在地震前兆争论不休，但这项研究表明，地震前兆可能存在。”

　　这项观测技术类似于声称曾成功预测希腊多次地震的VAN方法。VAN方法也对大地电流发出的特别信号进行观测，据说预报准确率达到60%，但科学家对其有效性持不同看法。

　　这个日本研究小组表示，他们排除了雷击和太阳的影响等因素对地电势造成的异常变化，那段时间共发生23次3级以上地震。

　　由于地电势在城市环境中容易受到各种噪音的影响，研究小组将观测地点选在了神津岛。这个太平洋岛屿位于东京西南170公里处。

　　研究报告发表在美国《国家科学院学报》月刊上。

http://edu.pcbaby.com.cn/156/1565045.html

二、潮汐与地震的关系

据科学时报 2002年9月6日2版报道，2000年6~8月，历史上记录到最活跃的密集地震袭击日本Izu半岛南部60公里的区域，其中7000次震级大于或等于3，5次大于或等于6。该密集地震伴随着Miyake火山的几次蒸气和碎石喷发。

图1  宫岛(Miyakejima)的地震频率 (引自吉野泰造等, 2002)

Fig.1 Frequency of earthquakesat Miyakejima (from TAIZOH Yoshino et al, 2002)

自1996年以来, 在东京都地区的4个台站用空间大地测量技术进行了地壳变形观测. 这个项目称为”基石”计划(Keystone Project, KSP). 2000年6月26日, 东京以南约150km的Miyake岛发生群震. 6月27日,又开始火山活动. 地震活动见图1所示. 可以看出, 7月和8月的地震活动较多. 在此之后, “基石”网络观测到异常的地壳变形. 地震活动于2000年9月基本停止.2000年6月26日至9月15日期间, 馆山相对于鹿岛的移动速率是62.5px/月, 三浦相对于鹿岛的移动速率是37.5px/月, 这与过去3年的平均运动速率(35px/月和32.5px/月)相比是相当大的. 吉野泰造等人把这个现象解释为伊豆岛的岩脉侵入.估计模型计算得到的岩脉参数是:长20km, 深3 ~ 15km, 张开5m. 根据该参数模型计算得到位移场. 馆山和三浦站的位移分别是125px和75px^[7].

表. 1  2000年强潮汐天文条件及Miyake岛地震火山活动

Table 1. The astronomical condition in 2000 and activities ofearthquakes and volcanoes at Miyakejima

注：29*和28*表示当月没有30.

表1  2000年强潮汐天文条件及Miyake岛地震火山活动

Table 1  The astronomical condition in 2000 andactivities of earthquakes and volcanoes at Miyake

注：29*和28*表示当月没有30; R为弱潮汐, Q为强潮汐,下同.

月球与强潮汐、地球排气、厄尔尼诺、臭氧洞扩大、旱涝、地震有关系的重要条件是“近地点兼朔、望”, 以及月球赤纬角变化（极大/小值对应涝/旱年）和各大行星的配合. 张元东称之为“特殊天象组合期” ^[8,9]. 强潮汐(简记为强或Q)的标准是, 月亮近地潮和日月大潮两者同时出现. 若两者与日月食同时出现则为较强潮汐, 三者或前两者同时在春分点、秋分点和近日点附近（前后不超过15天）出现为最强或较强潮汐. 三者的时间最大差不超过3天^[10].通过2000年强潮汐天文条件与日本Miyake岛地震火山活动对比, 我们发现在月平均尺度上, 强潮汐天文条件与地震火山活动有很好的对应关系(见表1).其原因在于当月内的潮汐最大值和最小值差距大, 最大的潮汐差引起地壳强烈震动,强烈震动贯穿最大潮差的始终.由表1可见, 最强潮汐在7月2日和30日, 但在文献[1]中这两天只是两个地震高峰的起始点, 月球远地点的潮汐最小值对应地震最高峰. 这也是最大潮汐差起作用的证据.

三、潮汐与地下电流的关系

潮汐可以产生电磁效应，潮汐组合与雾霾对应性可能源于月日引潮力引起的地面涡旋电流强度变化影响电场异常。实践检验表明，潮汐组合能激发地球电场强度变化。

潮汐地电场分类为近正弦形的TGF-A型和近梯形的TGF-B型。TGF-A型地电场与固体潮汐密切关联，基本分布在大面积水域附近，并与附近水域面积和距离、岩性结构、构造活动等因素有关。TGF-B型地电场与气潮作用产生的空间Sq电流关系密切,并与岩石饱和度、渗透率等有关（谭大诚等，2010）。

地电场日变化的时/频域特征分析结果认为，绝大多数台站的日变化表现为两次起伏的半日波，紧临午前午后出现；按FFT振幅谱由大到小，其主要周期成分依次为12.4/12、8、24 h等，与潮汐调和分量周期一致；纬度效应主要表现为沿经度链的日变化幅度与纬度高/低有关，日变化相位差与当地时差吻合；Loyd季节的J季节日变化幅度最大、E季节其次、D季节最小。产生日变化主要周期成分的可能原因，是月日引潮力引起的地面涡旋电流强度变化和太阳风引起的空间电磁活动共同产生了地电日变化的半日波周期成分（崔腾发等，2013）。

通过采用频谱分析和BAYTAP-G方法对位于日本伊豆群岛的新岛台跨度达三年(1998～2000年)的地电场的观测资料进行了分析研究，对该台地电场的潮汐响应进行了定量提取与分析，得到了地电场潮汐响应的一些主要特征，例如除了存在全日分潮、半日分潮等不同周期的潮汐成分外，还呈现出明显的半月、半年等不同周期的活动规律。（黄清华等，2006）。

参考文献

杨学祥. 2001年发生厄尔尼诺事件的天文条件. 地球物理学报.2002,45(增刊):56-61

杨学祥，韩延本，陈震，乔琪源。强潮汐激发地震火山活动的新证据。地球物理学报。2004，47（4）：616-621。