通过观测潮汐引力进行地震预报的研究很多，但我认为中国地震局地球物理研究所赵玉林研究员和钱复业研究员提出的方法较有理论价值，现介绍如下。


       岩石力学实验研究表明岩石在应力作用下，分阶段表现不同的特征。首先是弹性特征，应力应变之间呈线性变化关系，应力卸载后岩石恢复到未形变状况，此时，要获得一个大的形变需要很大的应力；第二阶段是塑性变形阶段，形变达到一定状况后，应力和应变的变化不再维持原有的线性的关系，本构方程发生很大的变化，这时在原有应力的基础上，只要一点点应力就可引起很大的应变；第三阶段就是应力超过岩石强度引起破裂。虽然不是非常准确，但岩石的应力应变研究基本上可分出这三个阶段。


       地震的发生也是由于应力的积累超过其强度而发生岩石破裂或断层滑动，与上述岩石力学研究的变化趋势基本一致。其中第二阶段的塑性变形非常关键。这个时候，岩石已经不能承受新增加的非常大的应力，但还没有破裂，可认为是临震阶段。如果能够识别震源区岩石变形的这种状态，就可以提取可靠的地震预警信息，即监测点附近地下岩石处于临震状态，该处很可能会发生地震。 但是，如何探测地下岩石处于塑性变形状态呢？


       由于地震震源一般比较深，直接在地表进行地形变观测很难获得震源处岩石的变形特征。地震波探测虽然可以探测出地球深部结构信息，但由于其采用弹性理论的假设，目前也没有直接测量塑性变形区的文献报道。也许以后会有地震学专家根据测量值发现某处的岩石速度特性与弹性假设的不一致来推测其塑性变形的状况。


       从上面的描述可以看出，当岩石处于临震状态，小的应力会引起大的形变，相当于一个三极管，将小的应力变化的信号放大为大的应变变化的信号。这是个非常有意思的特征。潮汐力作为一种体力，可以作用到地下深处，引起临震区岩石的大的形变，而应变的这个变化——这一点也非常关键——可进一步引起更大的岩石电阻率的变化。如果能测出震源区及其附近电阻率的变化，通过前后观测资料的对比分析，就有可能推测地下某一深度的岩石是否处于临震状态，从而给出地震预警信息。




       由于潮汐引力的周期性变化性质，以及地壳岩石中流体随着形变的周期性流动的特性，这种震源区岩石的大应变信号有可能形成一种波往外传播，这就是赵老师和钱老师提出的潮汐前驱波。关于这个潮汐前驱波，目前我理解得还不是非常准确，不能妄加评论。但是利用上述地壳岩石系统的三极管效应，监测震源区岩石本构特征的变化还是有很好的理论依据的。


       目前赵老师和钱老师主要采用探测深度较浅（数公里以上）的直流电测深法进行地下电阻率的监测，我认为如果采用电磁波测深方法，利用较低的频率，可直接探测到20公里左右震源区岩石性质的变化，可能更为合理，更为有效。




转载本文请联系原作者获取授权，同时请注明本文来自陈小斌科学网博客。
链接地址：https://blog.sciencenet.cn/blog-39148-26093.html

上一篇：汶川地震的动力学背景简介
下一篇：转贴一篇令我感动的文章：（组诗）永远坚强——给地震中余生的孩子