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南宋诗人陆游的脍炙人口名句“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”,出语自然天成,又富于哲理,发人深省。科学研究,就像沿着荆棘密布的羊肠小道摸索着前进一样,跌倒了要爬起来,继续向前、向前、向前,如此才有可能寻觅到真理。
在连续剧第一集中谈到:多年来,地震学家们致力于寻找“确定性的地震前兆”,也就是说,任何一种在地震之前必定毫无例外地观测到,并且一旦出现必定毫无例外发生大地震的异常。但是这种期待中的前兆,始终是一个谜团。
《Science》杂志在创刊125周年之际,公布了125个最具挑战性的科学问题,其中第55个难题是:是否存在有助于预报的地震先兆?
这种前兆到底有没有?是什么呢?
我们已给出了正确答案。这种前兆是锁固段被加载至体积膨胀点时,开始发生的标志性震群事件。在蠕变(应变)-时间曲线上,呈现出加速特征。图1-3是岩样、滑坡与地震的实例。
岩样失稳
图1 砂岩蠕变曲线(陈宗基, 1991)
滑坡
图2 Vaiont滑坡位移监测曲线(Xue et al., 2014)
地震
图3 2014年景谷强震(秦四清等, 2014)
从时间域上看,标志性地震事件前兆一般出现在锁固段宏观破裂前的数十年乃至数百年,可称之为长期或超长期地震活动性前兆,但不是临震前兆。
有没有更近一点的呢?这就是前震了。尽管从应变值上看,显著性前震发生后已十分接近或达到临界状态,但从发震时间上看,只能视为中长期或长期前兆。下面,看两个震例。
图4示出了昆仑山口西地震区当前孕育周期经误差修正后标志性地震事件之间的力学联系。可看出1997年11月8日西藏玛尼MS7.3级地震是1次显著前震事件,约在4年后2001年昆仑山口西MS8.0级地震发生。
图4 昆仑山口西地震区1924.7.3-2015.11.21之间CBS值与时间关系
(数据分析时选取MS≥5.6级地震事件;误差修正已被考虑)
图5示出了西昌地震区当前孕育周期经误差修正后标志性地震事件之间的力学联系。在1536年西昌MS7.5级地震前,发生过1次显著前震事件,即1480年越西MS6.1级地震,时间相差约56年;在1850年西昌MS7.5级地震发生前,发生了1次显著前震事件,即1844年大关北MS7.0级地震,相差约6年;在未来MS7.8-8.0级地震发生前,曾发生1974年大关MS6.75级地震(CEDC为MS7.1级),这是1次显著前震事件。哦,时间已经过去约42年啦,说好的大震还未发生。
对这个区,再说两句。近几年,该区5级左右的地震频发,这不是啥好兆头,预示着大震的发生已“瞎子磨刀”啦,赶紧做好准备吧。成都位于该区,尽管该区将发生的大震震级比汶川地震小,且预测震中位置距成都较汶川地震远,但地震烈度不见得小。至于原因嘛,留点悬念,以后告诉你。
图5 西昌地震区公元前26.3.26-2015.11.21之间CBS值与时间关系
(数据分析时选取MS≥6.1级地震事件;横坐标对应的时间减去3000年为实际年份;误差修正已被考虑)
如何理解上述现象呢?老办法,打个比方说明。这好比一只装有沥青倒悬的瓶子,明摆着有一滴沥青已到了瓶口,但何时滴下来却木法知道。具体到大震,初步估计是因为剪切破裂的粘滞性所致。若在这个科学问题上有所突破,则有可能做到中短或短临预测。明白了瓶颈问题所在,也就晓得了前进的方向。
【图片来自网络,无商业目的,在此致谢!】
路漫漫系而修远兮,吾将上下而求索。
参考
究竟有没有临震前兆?【1】扑朔迷离
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=988148
究竟有没有临震前兆? 【2】事与愿违
http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=988725
前震及其震级
http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-983826.html
秦四清,杨百存, 薛雷等 .2016.地震震级修订方法. 地球物理学进展,31(3):965-972,doi: 10.6038/pg20160305
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