芦山地震前，从4月16日到19日，离芦山最近的姑咱地震台的YRY－4型四分量钻孔应变仪，记录到多次幅度达到十倍固体潮幅的张性应变阶跃异常变化。这是该台观测到汶川地震相关异常变化^[1～3]以来，记录到的最大异常变化。异常结束15小时后，芦山地震爆发^[4]。（图1）

姑咱台有正常应变变化背景，仪器工作正常，记录资料可靠。这可以在汶川地震发生前十五个月时，仪器记录的固体潮曲线极其规则，犹如用曲线板绘制的那样光滑中看出。（图2）

汶川Ms8.0地震4年多后，姑咱台四分量钻孔应变曲线又变得比较规则和光滑。图3是芦山地震前二十多天时（2013年3月27-29日）的应变观测曲线（关于汶川地震前后的曲线变化，请参看我以前的博文）。

图1.芦山地震前后（4月15日-25日）的姑咱台四分量钻孔应变曲线

图2.汶川地震前15个月时（2007年2月1-3日），姑咱台四分量钻孔应变曲线上应变固体潮极其规则。表明在离开强震发生较远时，有正常的应变变化背景。

图3.汶川地震4年多后、芦山地震前二十多天（2013年3月27-29日），姑咱台四分量钻孔的应变曲线。

图4. 4月19日的应变记录，剧烈的应变波动趋于平静后15小时，芦山Ms7.0级地震爆发。

 

芦山地震发生前19小时出现应变阶跃后，接着出现一连串剧烈应变波动后趋于平静，平静15小时后，芦山Ms7.0级地震爆发。令人注意的是，应变阶跃的起始和千岛群岛7.0级地震震波到时重合。（图4）

4月16日到19日的异常应变经中国地震局派专家赴姑咱调查，确认姑咱台应变异常不是人为干扰，是芦山地震的应变前兆。

调查组邱泽华研究员这样评价这一应变前兆的发现：“2013年芦山地震前数天，姑咱台观测到显著的异常变化。经过我们的全面调查和深入分析，现在可以肯定：没有已知的干扰可以造成这种异常变化。也就是说，这种异常应该是地震前兆变化。这种应变异常的特征与震源机制的一致性，其与固体潮的对应关系，都相当确定和可信。这个地震前兆异常，又为我们的地震前兆研究提供了一个宝贵的震例。

姑咱台钻孔应变仪观测到芦山地震前兆异常，进一步说明了一个极其重要的事实：地震是有前兆的。中国开展地震预报研究几十年，投入了大量资源。这个前兆异常的确定，可以大大增强我们绝不前功尽弃，继续努力攻克地震预报这个“世界难题”的决心^[5]。”

4月16日到19日观测到的应变异常离芦山地震的发生只有4天时间，属于临震异常。那么，这种异常出现之后，是否必定会发生强震呢？或者说，这种异常是否正是我们努力寻找的“确定性的强震临震前兆”呢？

构造地震的突然发生表明地震是一种力学失稳现象。无论是完整岩石破裂或已有断层的粘滑产生的地震，临震前都出现介质强度或摩擦强度降低而进入失稳状态。这种状态下，外场极小的位移扰动就可引起有限的滑动^[6]，强震接着就发生。

4月16－19日，全球大于6.5级的地震有3次。有3次阶跃的起始与3次远震震波到时重合。说明震波到达对震源区的扰动引起有限的滑动，造成应力状态变化而被探测到。

震波到达触发了阶跃事件，说明震源区已到达“失稳状态”，强震即将发生！

在芦山地震这个震例中，这种极不稳定的状态竟可以维持3～4天，然后再也无法支撑而发生地震。这3～4天时间对于人们避免强震的袭击无疑是极其宝贵的。

姑咱台记录到芦山地震的临震应变前兆虽然为地震前兆研究提供了一个宝贵的震例，但芦山周围只有姑咱一个钻孔应变观测站，我们并没有取得面上丰富的数据。这只是一个孤证，科学还需要更多的可相互比较的震例，以找到某种规律。

芦山地震后，我国多位科学家在《中国科学：地球科学》上撰文，指出龙门山断裂的西南段在不久的未来有发生强震的危险^[7-8]。

图5是文献[7]中给出的芦山地震后，两个可能发生7级强震危险区的位置。

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图5. 汶川地震、芦山地震的震源机制及龙门山西南段断层未破裂段的位置，

图中的兰色三角是目前该地区仅有的姑咱台钻孔应变观测站。

 

图中的椭圆C是芦山地震的震中位置；椭圆N是北段存在发生Mw6.8地震的位置；圆S是南段存在发生Mw7.2地震的位置。

 

 

 

参考文献：

[1]邱泽华、周龙寿、池顺良，用超限率分析法研究汶川地震的前兆应变变化[J]，大地测量与地球动力学，2009年，4期，1-9页.

[2]邱泽华、张宝红、池顺良、唐磊、宋茉，汶川地震前姑咱台观测的异常应变变化[J]，中国科学: 地球科学，2010年，第40卷，8期: 1031－1039.

[3]刘琦、张晶，S变换在汶川地震前后应变变化分析中的应用[J]，大地测量与地球动力学，2011年，31 (4): 6-9页.

[4]池顺良、刘琦、池毅、邓涛、廖成旺、阳光、张贵萍、陈洁，2013年芦山Ms7.0地震的震前及临震应变异常[J]，地震学报，35（3），296-303.

[5]引自http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=39301&do=blog&id=700591

[6]张国民、傅征祥、桂燮泰，地震预报引论[M]，北京：科学出版社，2001，366-378.

[7]陈运泰、杨智娴、张勇、刘超，从汶川地震到芦山地震[J]，中国科学：地球科学，43(6)：1064-1072.

[8]刘成利、郑勇、葛粲、熊熊、许厚泽，2013年芦山7.0级地震的动态破裂过程[J]，中国科学：地球科学，43(6)：1020-1026.

 

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