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先看看两次巨震的有关情况。
1960年5月22日智利Mw9.5(9.6级)地震
1960年智利大地震,又称为瓦尔迪维亚大地震,发生在1960年5月22日,是观测史上记录到规模最大的地震,其矩震级为9.5级。这次地震也引起海啸侵袭智利、夏威夷、日本、菲律宾、新西兰东部、澳洲东南部与阿拉斯加的阿留申群岛。
1960年5月21日~6月22日一个月的时间里,在智利发生了人类科学观测史上记录到震级最大的震群型地震,在南北1400公里长的狭窄地带,连续发生了数百次地震,其中超过8级的3次,超过7级的10次,最大主震为9.5级(矩震级MW)或8.5(面波震级MS),为世界地震史所罕见。这次地震导致数万人死亡和失踪,200万人无家可归,并引发了世界上影响范围最大、也是最严重的一次地震海啸。地震期间,6座死火山重新喷发,3座新火山出现。
大震之后,忽然海水迅速退落,露出了从来没有见过天日的海底,约15分钟后又骤然而涨,滚滚而来,浪涛高达8-9米,最高达25米,以摧枯拉朽之势,袭击着智利和太平洋东岸的城市和乡村。那些幸存在广场、港口、码头和海边的人们顿时被吞噬,海边的船只、港口和码头的建筑物均被击得粉碎。然后巨浪又迅速退去,把能够带动的东西都席卷一空,如此反复震荡,持续了将近几个小时。太平洋东岸的城市,已经被地震摧毁成了废墟,又频遭海浪的冲刷。那些掩埋于碎石瓦砾之中还没有死亡的人们,却被汹涌而来的海水淹死。太平洋沿岸,以蒙特港为中心,南北800公里,几乎被洗劫一空。
海浪以每小时600公里的速度扫过太平洋,侵袭范围远达夏威夷、日本、菲律宾、新西兰东部、澳大利亚东南部以及遥远的阿拉斯加和阿留申群岛。在距震中1万公里的地方仍有10.7米高的巨浪。到太平洋彼岸的日本列岛波高仍有6到8米,最高8.1米。日本的本州、北海道等地都遭到了极大的破坏,数百日本人被突如其来的波涛卷入大海,几千所住宅被冲毁,2万多亩良田被淹没,15万人无家可归,港口、设施多数被毁坏。
http://baike.baidu.com/view/5352560.htm?fr=aladdin
2010年02月27日智利8.8级地震
地震参数:
发震时刻:2010年02月27日 14:34:16(北京时间),纬度:南纬35.8°,经度:西经72.7°,深度:33 千米,震级:8.8级。
智利8.8级地震发生在纳斯卡板块和南美板块的交汇的消减带上(图1),纳斯卡板块属主动盘,向下插入南美板块之下,相对挤压速率约80毫米/年。
伤亡情况:
智利地震死亡人数升至799人
http://www.sina.com.cn 2010年03月04日02:40 新华网
新华网圣地亚哥3月3日电 (记者赵凯) 智利总统巴切莱特3日通过广播电台证实,2月27日发生的里氏8.8级强烈地震以及由此引发的海啸等灾害已造成799人死亡。
巴切莱特同时否认智利面临食品和燃油等物资短缺状况。
智利政府1日派出的军队陆续抵达重灾区,在当地维持社会秩序、修复被破坏的基础设施并发放赈济物资。
http://news.sina.com.cn/w/2010-03-04/024019782435.shtml
南美洲西部地震区经历了几个孕育周期?
图1为南美洲地区1900年以来M ≥6.0级地震分布,可看出该地区大震频发,且地震多集中于Nazca板块与南美洲板块接壤的狭长地带。根据NEIC地震目录(图2和表1),该地区最大一次事件为1960年5月22日MW9.6级地震(编号7)。
图1 1900年以来南美洲地区M ≥ 6.0 级地震分布图
以下分析表明,该地震区至少已经历了1个完整的孕育周期,目前处于第二轮孕育周期。
在1960年5月22日,该地震区在智利瓦尔迪维亚发生了一次MW9.6级地震,这是该区有史以来记录到的最大地震,初步认为该次地震是第一轮孕育周期发生的主震事件。由于第一轮孕育周期地震目录严重缺失,难以分析该主震事件的孕育过程,只能判断该地震区为MW9.6级左右地震危险区。
可以看出,发生一次9.0级以上地震,相应的地震区必须发生多次8.0级以上地震。强震、大震与巨震都是由小到大、由弱到强逐步发展起来的,其孕育过程乃至发生没有偶然性、只有必然性,只是过去地震学家们没搞明白而已。地震如此,自然界任何东东的演化过程大都如此!
下面将对该地震区第二轮孕育周期巨震事件孕育过程进行分析。根据NEIC地震目录,该地区发生过多次震源深度大于300km的深源地震,如1994年6月9日MS8.2级地震,震源深度达635.4km。如前所述,考虑到目前关于深源地震的成因机制尚未明确,因此本文分析该区域大(巨)震孕育过程时,将按照深源地震参与和不参与数据分析过程分情况讨论。
图2 南美洲西部地震区M ≥ 8.0级地震分布图
表1 南美洲西部地震区1900年以来M≥8.0级地震事件
编号 | 日期 | 纬度,经度(°) | 深度(km) | 震级 | 震级类型 |
1 | 1906-1-31 | 1.00,-80.00 |
| 8.60 | MW |
2 | 1906-8-17 | -32.40,-71.40 |
| 8.20 | MW |
3 | 1908-12-12 | -14.00,-78.00 | 60.00 | 8.00 | uk |
4 | 1922-11-11 | -28.55,-70.76 | 35.00 | 8.70 | MW |
5 | 1943-4-6 | -31.37,-71.43 | 35.00 | 8.20 | MW |
6 | 1960-5-21 | -37.83,-73.38 | 11.50 | 8.20 | MW |
7 | 1960-5-22 | -38.29,-73.05 | 35.00 | 9.60 | MW |
8 | 1966-10-17 | -10.80,-78.68 | 34.30 | 8.20 | MW |
9 | 1974-10-3 | -12.25,-77.52 | 35.80 | 8.10 | MW |
10 | 1979-12-12 | 1.60,-79.36 | 24.30 | 8.10 | MS |
11 | 1985-3-3 | -33.14,-71.76 | 35.00 | 8.00 | MS |
12 | 1994-6-9 | -13.88,-67.53 | 635.40 | 8.20 | MS |
13 | 1995-7-30 | -23.34,-70.27 | 40.50 | 8.00 | MS |
14 | 2001-6-23 | -16.38,-73.50 | 32.00 | 8.40 | MW |
15 | 2007-8-15 | -13.38,-76.61 | 39.00 | 8.00 | MW |
16 | 2010-2-27 | -36.12,-72.90 | 22.90 | 8.80 | MW |
17 | 2014-4-1 | -19.61,-70.77 | 25.00 | 8.20 | MW |
1考虑深源地震
图3示出了深源地震参与孕震过程情况下,该地震区第二轮孕育周期巨震事件之间的力学联系。通过误差修正后,根据1994年6月9日玻利维亚拉巴斯MS8.2级地震发生前的CBS值,可较准确地连续预测到2001年6月23日秘鲁南部海岸附近MW8.4级地震和2010年2月27日智利比奥比奥海岸附近MW8.8级地震的临界CBS值。计算表明:2010年MW8.8级地震释放能量9.75E+17J远低于其发震前地震区积累能量2.07E+18J,且考虑到该地震区为MW9.6级左右地震危险区,故我们判断2010年MW8.8级地震并非主震事件,在该地震区当前孕育周期内应还存在第三锁固段,当演化至峰值强度点时,应有更大地震事件发生。
图3 南美洲西部地震区1979.5.21-2014.7.25之间CBS值与时间关系(误差修正已被考虑)
.2不考虑深源地震
图4示出了深源地震不参与孕震过程情况下,该地震区第二轮孕育周期巨震事件之间的力学联系。由于1994年6月9日玻利维亚拉巴斯MS8.2级深源地震未参与计算,故第一锁固段膨胀点标志性事件调整为1995年7月30日智利安托法加斯蒂MS8.0级地震。通过误差修正后,根据1995年7月30日智利安托法加斯蒂MS8.0级地震发生前的CBS值,可较准确地连续预测到2001年6月23日秘鲁南部海岸附近MW8.4级地震和2010年2月27日智利比奥比奥海岸附近MW8.8级地震的临界CBS值。根据前述类似分析,且考虑到该地震区为MW9.6级左右地震危险区,我们判断2010年MW8.8级地震并非主震事件,在该地震区当前孕育周期应还存在第三锁固段,当演化至峰值强度点时,应有更大地震事件发生。
对比图3和4,可以看出:深源地震是否参与孕震过程,对于孕育周期起点与终点、膨胀点与峰值强度点标志性地震事件的选择、预测临界CBS值以及未来震情的判断都有一定影响。为保守起见,选择CBS监测值与临界值相差较小的情况(图4)作为判断未来震情的依据。截止到2014年7月25日,该地震区CBS监测值约为3.62E+10J1/2,距CBS临界值3.99E+10J1/2尚有一定距离。对该地震区的四要素预测结果如下:震级MW9.0~9.4级;震源深度20~40km(深源地震除外);震中位置为南纬26°、西经70°左右;发震时间窗口:中长期。预计巨震事件发生前,该地震区还将发生MW8.0级左右的preshock事件。我们将跟踪该地震区地震活动性动态,期望对震中位置有更准确的判断。
图4 南美洲西部地震区1982.1.2-2014.7.25之间CBS值与时间关系(误差修正已被考虑)
需要说明的是,2014年4月1日Mw8.2级地震是一次preshock事件。
我们清楚地知道,当搞明白强震孕育周期界定与主震事件判识这个科学问题的时候,也就是“地震王朝”彻底覆灭的时候。
参考
秦四清,薛雷,李培等.2014.国外某些地震区大地震孕育过程分析(I). 地球物理学进展,29(4):1541-1554,doi: 10.6038/pg20140408
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