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地震预测的依据和手段

已有 2330 次阅读 2019-10-31 22:37 |个人分类:学术思想|系统分类:科研笔记

今天是一个特殊的日子,告别过去,走进人生新阶段。

 

也许是命运的安排?最后一年,本来是一件计划外的事情,却迫使我全面地分析所有一百多个钻孔应变观测台站的数据,结果想明白了一件事:地震确实是可以预测的。

 

国外地震学界说地震不能预报,对国内的地震预报事业几乎是致命的打击。现在的情况是无所适从,苟延残喘。关键的一个问题是,有没有一种普遍的地震前兆现象?我想明白的答案是,有。

 

岩石力学实验告诉我们,岩石破坏前会出现声发射现象,无一例外。地震确实就是一种岩石破坏,也应该有类似声发射的现象。这就是地震预测的依据。

 

以前,人们只把前震与声发射对应,所谓“小震闹,大震到”曾经是海城地震预报取得成功的主要依据。后来人们看到这种依据没有普遍性。但是,这与岩石力学实验的结论是不一致的。

 

实际上,学界公认,岩石力学实验出现的声发射,其本质是一系列微破裂。但是,长期以来人们的认识存在一个盲区:破裂可以是快事件,也可以是慢事件。所谓快事件就是地震仪可以观测的事件,而慢事件是地震仪记录不到的。

 

在岩石力学实验中,试件样本一般都很均匀,加载也比较快,这样就会出现大量微破裂快事件,造成声发射。而实际的地下岩石一般都很不均匀,并且构造应变变化是极其缓慢的,这

就势必导致地震发生前出现的微小破裂更多地是慢事件。

 

岩石力学实验还告诉我们,在岩石破坏失稳前,声发射事件广泛分布在试件样本中,并非一开始就集中在主破裂附近。这意味着,我们有可能在震中周围一个相当大的范围内观测到前面说的慢事件。

 

我对一百多个钻孔应变观测台站数据的分析结果是,发现了更多震例,震前都有类似汶川地震前姑咱台观测到的一系列异常变化。我们已经从多方面证明,这种异常是地震前兆,并且是慢事件。

 

钻孔应变仪观测这种破裂慢事件具有两个得天独厚的优势:一个是这种仪器是一种全频段观测仪器,不仅可以观测快事件,而且可以观测慢事件;另一个是,裂隙的位移极其微小,但是其端点的应变理论上可以达到无穷大。也就是说,用观测位移的仪器难以观测到裂隙的发展,但是应变仪能相对很容易地观测到。还有一点,用四元件钻孔应变仪观测到的震前慢事件应变变化往往“失洽”,这说明这种裂隙变化就发生在钻孔附近。

 

可以推测,只有附近发生了这种慢事件的台站才能观测到这种变化。裂隙端点附近的应变变化衰减很快,远处的台站观测不到。这种震前慢事件是由地质构造决定的,只发生在应力集中部位。由此可知,台站能否观测到这种异常与其到震中的距离没有确定的关系,只有统计关系。这解释了几十年的地震预报实践经验:地震的前兆变化各不相同,各台站能否观测到前兆也不一定。

 

严格地讲,地震预测要说明时间、地点和震级。在这个意义上,地震现在是不能预测的。主要原因不是别的什么,其实就是观测点太少!尤其是合格的观测点太少!只有台站多到能进行统计分析时,地震预测才是可靠的。

 

以往的地震预报探索都是有意义的。当震前破裂慢事件规模足够大时,各种产生现象都会出现,用钻孔应变仪以外的仪器也将能观测到。钻孔应变仪的优势是能观测到最细微的慢事件地震前兆。目前,钻孔应变观测是最好的地震预测手段。

 




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1 杨学祥

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