壳下地震活动的研究

陈 立 军

运用地震地热说原理和地震柱概念预测壳内强震与火山活动，壳下地震的活动规律研究是最要紧的。本文试图做一些探讨。

1. 壳下地震的概念

所谓壳下地震，顾名思义即地壳以下活动的地震。换句话说，壳下地震是指一定深度以下，尽可能避开了地表构造活动干扰和影响的地震。壳下地震活动的随机干扰较少，但它与壳内地震活动必然存在某种客观的联系，因而是地震预测与火山预测中值得研究的一个重要对象。作者的研究经验表明，即使2～3级的壳下小震活动，也可以作为壳内强震活动的某种前兆指标。详见http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-558624.html

2. 全球壳下地震活动的分布

图1为全球35km深度以下地震活动的分布，图2为全球50km深度以下地震活动的分布。资料取自ANSS地震目录2004.1.1～2012.12.30。图中红色圆形区域及其编号为全球24个地震柱的核心区域。图中的粉红色块为中国陆地示意图，非为国界。

由图1、图2可见，壳下地震沿M型的热机带呈明显的优势分布。尤其50km深度以下的地震活动，除了地壳厚度达70km的青藏高原之外，几乎全部围绕在各个地震柱的核心区域及其影响区。换句话说，只有地震柱的内部才会出现壳下地震活动。

值得说明的是F3北美洲地震柱。这里4级以上的地震只在100km深度以内活动，而4级以下的小震可以深达400多公里。好在北美洲有美国强势的地震台网，可以有效监测2级以上全美洲的小震活动，对地震预测研究是很有益的。

图1 全球2004～2012  h≥35km

图2 全球2004～2012  h≥50km

3. 壳内强震活动对壳下地震活动研究的干扰

2010年2月27日南智利8.8级地震及其余震（36.12°南，72.89°西）在35km深度以下地震活动的分布图上有明显显示（图3），而在50km深度以下地震活动的分布图上则消失了（图4）。然而，2011年3月11日日本9.1级地震及其余震，在50km深度以下地震活动的分布图上依然有明显的显示（图5）。

由此引发我们的思考。一次强烈的壳内地震活动过程相当于一次地表的扰动，而这种扰动的强弱似乎与扰动深度有很大的关系。但是，2004年12月26日印尼的9.0级地震却并没有出现类似的情形。

图3 南智利地震柱 2010  h≥35km

图4 南智利地震柱 2010  h≥50km

图5 日本地震柱 2011  h≥50km

4. 地震柱活动强度对壳下地震活动研究的影响

很显然，各个地震柱的活动强度是不同的，反映在壳下地震活动研究上应针对不同的地震柱取不同深度的壳下地震。原则上环太平洋各地震柱拟取50km深度以下地震的活动来研究，地中海各地震柱以及11号台湾及琉球地震柱、04号海地地震柱等较为弱势的地震柱拟取35 km深度以下或者更浅一些（下地壳）的地震活动来研究。

地震预测需要大大提高地震台网的监测能力。地中海地区，包括中国青藏高原，2004年以前监测能力低。2004年以后地中海组成了区域台网，大有改善。中国青藏高原的地震活动显然与兴都库什以及缅甸的地震活动有关联，但是我们只关注国界线以内的地震，似乎有点“瞎子摸象”之嫌。

5. 壳下地震活动对壳内强震和火山活动的前兆意义

03号危地马拉地震柱的壳下地震活动对壳内强震和火山活动具有很好的前兆意义。危地马拉地震柱2010年和2011年没有7级以上地震，2年的壳下地震加在一起如图6，2012年的地震与火山活动实况如图7所示。图6对图7显然具有前兆意义。根据图7的活动实况，在9月5日7.6级地震后作者9月6日才敢于断言“该地震发生后，如果本地震柱再有壳内强震活动，则不太可能继续往东南方向发展，而可能回头向北西”，11月7日的7.4级地震果然回头向北西。详见http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-609729.html。

壳内强震活动，不论其能量是来自地表构造运动或者来自深部能量的补给，都必然会受到地表构造的控制和影响。因此，研究壳内强震活动与地表构造的关系有利于探究壳内强震活动与地震柱活动更深层次的关系，也为壳内强震活动地点的预测提供依据。比如2012年3月20日墨西哥的7.4级地震，并不发生在壳下地震活动密集的地点，显然是由于壳下地震活动与地表构造活动的错位所致。这需要更大量的研究工作。

图6 危地马拉地震柱 2010-2011

图7 危地马拉地震柱 2012

（2013.1.5 初稿）