科学网-揭示汶川地震演化过程之谜-秦四清的博文

揭示汶川地震演化过程之谜

2018-4-18 13:48

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标签：汶川地震, 十周年纪念文章

时光荏苒，再过20多天就到汶川地震10周年纪念日了。近十年间，相信不少学者对汶川地震前兆、孕育机制以及紫坪铺水库蓄水对汶川地震孕育过程影响的研究，有了可喜的进展。

记得在2008年6月13日，在领导们的带领下去汶川灾区进行地震地质灾害考察，被惨重的人员伤亡和重大的财产损失所震撼，在考察北川大滑坡的过程中和同事们聊到“如有人能用科学方法提前预测之，且有所准备，该会减少多少损失啊”。那时，因不搞地震研究，对地震一无所知，更没想到俺此生能与地震沾边。

记得2009年夏天在青岛旅游途中，不知怎么忽然脑洞大开，突然找到了孕震断层多锁固段加速破裂规律的“密码”，自此上了“贼船”而乐此不疲。不过，把想法转变成可操作的理论方法绝不是一蹴而就滴，确实需要“十年磨一剑”的功夫啊。嗯，我们的研究也经历了“几度风雨几度春秋”般的艰难探索，有一次差点如临深渊，好在危机的关头，基于深度思考和逆向推理且结合震例分析启示，挽救了“革命”，找到了“革命圣地”。近九年间，我们先后解决了孕震地质模型、与尺度无关的破裂失稳预测模型、失稳前兆、地震区划分、监测物理量选择、地震类型判定、地震可预测类型等一系列难题，完成了对世界上各地震活跃区的回溯性预测检验和前瞻性预测，其中对某些大地震的预测已得到证实。我们的研究实现了浅源、中源、深源地震机制与规律的统一，实现了板内与板间地震区地震机制与规律的统一，具有扎实的地学、物理学与力学基础，具有可重复检验性和普适性，能合理解释以前不能说明白的各种“疑难杂症”。我们有足够的理由相信，在我国及其邻区，未来类似汶川地震规模的大（巨）震（标志性地震）都会被我们用科学的理论方法提前预测；以后环太平洋地震带9.0级以上地震（标志性地震）将会被我们全部拿下，尽管预测三要素可能会有误差。若不信，咱就骑着毛驴看唱本——走着瞧！

好啦，不王婆卖瓜啦，说正事吧。

一、孕震断层多锁固段脆性破裂理论涉及的基本公式

S_f(k)=1.48^kS_c（1）

Δ=[ S_f^*(1)-1.48 S_c^*]/0.48 （2）

|M_F- M_C|<= 0.5 （3）

M_P< =min (M_F，M_C) - 0.2 （4）

E_a= E_m+ E_r（5）

S_c^*和S_f^*(1)分别为误差未校正前第1锁固段体积膨胀点和峰值强度点对应的CBS值；S_c为误差校正后第1锁固段体积膨胀点对应的CBS值；S_f(k)为误差校正后第k个锁固段峰值强度点对应的CBS值；

Δ为第1锁固段体积膨胀点之前的CBS误差值；

M_C_、M _F分别为锁固段膨胀点和峰值强度点（图1）对应的标志性地震震级；

M_P为锁固段在此期间发生的预震或前震震级；

E_a为主震前地震区积累的弹性应变能；

E_m为主震本身释放的弹性应变能；

E_r为余震释放的弹性应变能。

图1 岩石或锁固段变形破坏过程

二、揭示汶川地震演化过程之谜

近十年间，我们对汶川地震的研究取得了如下进展：

1 汶川地震区标志性地震孕育过程

基于孕震断层多锁固段脆性破裂理论，可建立汶川地震区（图2）当前地震周期经误差修正后标志性地震之间的力学联系。如图3所示，根据1327年9月四川天全M_S7.75地震发生前的CBS值，可较准确地连续预测到1937年1月7日青海玛多M_S7.8地震与2008年5月12日汶川M_S8.1地震的临界CBS值。可看出，这些标志性地震孕育规律均遵循式（1），且其震级值满足式（3）。计算表明，汶川M_S8.1地震本身释放能量约为8.61×10¹⁶ J，远小于其发生前该区积累能量（约为1.39×10¹⁷ J），据式（5）可判断汶川地震并非该区当前地震周期主震，该区仍存在第3锁固段，当其被加载至峰值强度点时，应发生标志性地震。结合式（2）和（3）以及该区地震活动性特征，预测该未来标志性地震震级为M_S8.0~8.3，且其发生前将发生多次不超过M_S7.7的预震。