试论日本9级地震的成因及对南海道地震预测的思考^*

陈立军

自序：本文于4.9投稿国内某刊物，未被录用，故发到博客，以求一乐。

摘要：本文根据地震地热说原理讨论了太平洋西北隅的地震构造环境，对日本9级地震的成因做出解释，并就日本地震专家委员会对日本南海道地区的地震预测提出一些新的思路，希望有助于人类地震事业的发展。地震预测本是一个世界性的科学难题。作者在总结大陆漂移、板块构造、地质力学和地幔柱理论的基础上，推出了一整套地震地热说的原理与应用方法，或许能为地震预测和火山预测找到一些新的途径。

关键词：地震地热说；地震柱；日本；南海道；地震预测

引言

近来日本国经常发出地震预测的消息。3月31日http://news.ifeng.com/world/报道日本内阁府的地震专家委员会会议预测称南海道或有9级地震，34米高的海啸恐波及中国江浙沿海地区，并直接袭击上海等大都市。之前http://tech.ifeng.com/discovery/geography/于2月1日报道日本东京大学地震研究所的研究小组研究结果显示，未来4年内在南关东地区发生首都直下型里氏7级地震的概率约为70%。作者一向十分关注日本地震动态，认为有必要做出一些思考和议论。

1 地震地热说与地震柱的概念

作者基于数十年对地震预测的研究，2000年根据中国地震活动资料提出了地震地热说的假说^[1]，近年来将该假说推广到全球，在总结大陆漂移^[2]、板块构造^[3]、地质力学^[4-5]和地幔柱^[6]理论的基础上，推出了一整套地震地热说的原理与应用方法^[7]。在地震地热说里，根据全球中、深源地震与壳内强震和火山的关系，定义了24个地震柱（图1）。每个地震柱相当于一部热机，由此组成了全球的M型热机带，构成一个热力学系统。这个热系统控制着全球至少95%的壳内7级以上强震和87%的活火山。

地震柱的柱体为顶点向下的圆锥体，由中、深源地震的震源体密集而成，深达数百公里，最深750km。其地表影响区比柱体大若干倍，是受地震柱控制的壳内地震与火山活动的场所。地震柱内的中、深源地震呈自下而上逐层驱动之势，是地幔深部能量供给壳内地震与火山活动能量的稳定通道。

* 中国地震局2012年度老专家科研基金课题资助项目，编号201229；湖南省地震局2012年度地震科研课题资助项目，编号201201

图1 全球地震柱的分布与M型热机带的构成

2 西北太平洋的地震构造环境

与日本地震活动相关的太平洋西北隅共有6个地震柱，基本情况如表1，平面分布情况见图2，地震柱立体图像见图3，各地震柱的M-t图见图4，中、深源地震活动时序图见图5。

图2平面分布显示浅表地震与海沟分布相一致，因为地震是可以造沟的，而深部地震则一团一团地，与海沟的关系就不那么密切了。

图3的立体图像为了增强立体感特意进行分解和组合。6个地震柱的深部似乎组成一种刚性的架构，是外界力量无法轻易撼动的。

值得指出的是，08号珲春地震柱一直以为是潜在地震柱，其实由图3a可见，该地震柱倒向日本地震柱一侧，二者组合成全球独一无二的双腿地震柱。别的地震柱都只有一个柱体，唯独这里有两个柱体

图4的M-t图和图5的时序图都显示日本地震柱刚刚活动过，北马里亚纳地震柱处在强势之中，其余地震柱则都处在活动过程的收尾阶段。

图5显示各地震柱均呈自下而上逐层驱动之势，与所谓“俯冲”之说无关。

表1  全球地震柱命名及其基本情况（修订版）

* 资料统计1963～2011.4，据ANSS地震目录和GVP火山月报，M₀起算震级，N地震个数，Mmax壳内最大地震震级，Hmax最大震源深度。

图2 西北太平洋地震柱的分布

（据ANSS地震目录，1963～2012.4.4，M≥4）

图3 西北太平洋地震柱的立体图像

（据ANSS地震目录，1963～2012.4.4，M≥4）

图4 各地震柱的地震活动M-t图

（据ANSS地震目录，1963～2012.4.4，M≥6）

图5 各地震柱中、深源地震活动时序图

（据ANSS地震目录，1963～2012.4.4，M₀见各小图的图例）

3 日本9级地震的成因

由图3a可见，日本地震柱和中国珲春地震柱组成一个双腿地震柱，是日本9级地震的真正原因。

9级地震之后的196天里，半年多的时间，只在主震区发生大量余震，周边地区的5个地震柱只有正常的地震活动，并不受9级地震的影响而活跃起来。这个现象强有力地证明，地震柱的活动是独立的，互不牵连。

9级地震之后，北海道和本州交界处的几座火山无一喷发，说明壳内强震与火山之间存在互补的关系，是可以相互平抑的。由此可见，相距1000km之外新燃岳火山在震后3天的喷发仅仅是一种巧合而已（陈立军，2011，科学网博客）。

图6 日本9级地震后196天内震区及周边地震活动

（据ANSS地震目录，2011.3.1～2011.9.20，M≥4）

4 对南海道地震预测的思考

日本南海道所辖地域包括纪伊半岛、淡路岛、四国岛及周边诸岛，由图6可见，正处在北马里亚纳地震柱的影响区之内。

北马里亚纳地震柱最近20多年来的中、深源地震活动时序图如图7所示。由图7可见，北马里亚纳地震柱目前正处于强势阶段，深部地震活动已经积累了足够的能量，2015年之前可能出现一波较为强势的活动。

但是，北马里亚纳地震柱属于强震与火山频发的地震柱，并不是单靠强震活动来释放能量，历史上最大地震约为8级左右。因此，2015年之前有可能出现7～8级的地震，发生9级地震的可能性是很小很小的。

陈立军等对美国西海岸的地震预测方法研究表明，壳下地震活动有可能指示未来强震或火山活动的地点（见湖南地震，2012）。图9为北马里亚纳地震柱2010年12月最后的7.4级地震（东京湾东南海域）以后35km深度以下的地震活动。由图可见，除了关注壳内强震活动之外，还应关注东京湾东南方向的火山活动态势。好在这里是海域，对人类威胁不大。窃以为，最好火山多一点，影响范围小，却可以减轻强震的威胁。

因此，作者建议日本地震专家委员会参考本文思路重新评估一下南海道的地震危险性。

图7 北马里亚纳地震柱最近20年中、深源地震活动时序图

（据ANSS地震目录，1990～2012.4.4，M≥4.5）

图8 北马里亚纳地震柱35km深度以下的地震活动

（据ANSS地震目录，2010～2012.4.4，M≥4）

5 结论与致谢

本文根据地震地热说原理讨论了太平洋西北隅的地震构造环境，对日本9级地震的成因做出解释，并就日本地震专家委员会对南海道的地震预测提出一些新的思路，希望有助于人类地震事业的发展。

地震预测本是一个世界性的科学难题。作者在总结大陆漂移、板块构造、地质力学和地幔柱理论的基础上，推出了一整套地震地热说的原理与应用方法，或许能为地震预测和火山预测找到一些新的途径。

说明一点，由于ANSS地震目录的震级标度不统一，故M≥4或M≥6是指不同震级标度的4级或6级以上地震，但并不影响本文对地震活动空间分布宏观特征的分析。

值得指出的是，地震与火山是地震柱能量释放的两个互补的角色，除了研究近地表的信息之外，都应该注重研究深部地震活动的规律和影响。

本文引用的地震资料取自http://www.ncedc.org/ 网页的ANSS地震目录，火山资料取自http://www.volcano.si.edu/网页的GVP火山月报，谨此致谢。

2012-4-8 初稿

参考文献

[1] 陈立军.中国地震震源深度与强震活动状态研究[J].地震地质.2000,Vol.22,No.4：p.360-370

[2] 赵文津.大陆漂移,板块构造,地质力学[J].地球学报.Vol.30，No.6，2009.12，p.717-731

[3] 金性春.板块构造学基础[M].1984.上海：上海科学技术出版社

[4] 李四光.地质力学方法[M].1976.北京：科学出版社

[5] 李四光.地质力学概论[M].1973.北京：科学出版社

[6] G.F. Davies. 地幔柱存在的依据[J]. 科学通报, Vol.50, No.17, 2005.9, p.1801-1813

[7] 陈立军. 地震地热说原理与应用[J]. 内陆地震, 2012, Vol.26, No.2 

Research of the Causes of the Earhtquake Magnitude 9 and Thinking of the Earthquake Prediction in Nakaido, Japan

Chen Lijun

Earthquake Administration of Hunan Province, 410004 Changsha, China

Abstract: According to the principle of the Seismo-geothermics in this paper, the seismic tectonic environment in northwest corner of Pacific Ocean was discussed, and the causes of the earthquake magnitude 9 in Japan was explained, and the earthquake prediction in Nakaido from Japanese earthquake experts committee was brought forward some new ideas, so hoped to contribute to the development of human earthquake prediction. The earthquake prediction is a worldwide problem of science, the author summarized in continental drift, the tectonic plates, Geomechanics and the mantle plume theory and put out a set of principle and application methods of the Seismo-geothermics. It find perhaps some new way to predict earthquake and volcano.

Key words: Seismo-geothermics; seismic cylinder; Japan; Nakaido; earthquake prediction