全球不同地区强震与地球自转之间的关系分析

对全球及一些地区地震在地球自转速率长周期变化的加速和减速段里年发生次数进行了分析,得到的结果表明,就全球地震而言,减速期7级以上地震年发生次数似乎略高于加速期,8级以上地震年发生次数似乎相当,没有明显差异,8.5级以上地震年发生次数似乎比加速期里高.太平洋东带和太平洋北带的地震,在减速期的年发生次数似乎一致地比加速期略...     

菲律宾海板块西缘强震活动与地球自转角加速度变化关系研究

统计分析了1962~2016年菲律宾海板块与欧亚板块挤压带俯冲带强地震活动与地球自转角加速度变化间的关系。结果显示,研究时段菲律宾海板块西边缘带的25次强地震活动(MS≥7.5)有21次都发生在地球自转角加速度上升期,表明该地区强地震活动与地球自转角加速度之间存在相关性,最后讨论了这种相关性可能的力学机理。     

2004年震情述评

据我国地震台网测定，2004年全球共发生7级以上地震19次(表1)，最大地震为12月26日印尼苏门达腊岛西北8．7级(据中国地震台网中心测定)地震。2004年全球地震活动仍维持前几年的活动格局，全球7级以上地震主要分布在环太平洋地震带西部，印度一澳大利亚板块和日本地区的强震活动显著(图1)。2004年全球7级以上地震活动有以下特点：     

全球大震活动与地球自转速率的关系

地球自转及其速率变化是地壳构造运动的重要动力来源,其水平原动力有两种:由两极压向赤道的力,与地球自转角速度平方成正比;东西向的力,与地球自转角加速度成正比,其大小按纬度的分布与全球大地震频度随纬度的分布一致。所造成构造应力的主方向与全球6级以上地震震源机制解得的震源同性质主应力方向及地震带走向的统计结果相符。取其能量的1%,已足够供给地震释放。     

1992年震情

全球地震活动 1992年发生7级以上地震20次,释放能量229×10~(?)焦耳。地震次数和地震能量都远高于80年代水平,甚至稍超过70年代平均值。环太平洋东带即美洲地震带尤为活跃。最强的地震是6月28日发生在美国加州南部兰德斯的8.0级地震。除了环太平洋带和地中海—喜玛拉雅带很活跃外,8月28日在阿森松岛以北发生的7.3级地震是南大西洋海岭地震带上较少出现的强震。     

印尼苏门答腊两次巨震对未来1年全球7级以上地震活动格局变化的影响

通过对印尼苏门答腊岛及其附近1900年以来7.5级以上地震发生后一年内全球7级以上地震强度和分布特征分析,发现此年活动水平一般高于1900年以来的年平均水平,且地震主要发生在太平洋地震带的西段,同时分析了该区域强震对中国大陆及周边地区7级以上地震活动的影响.     

地球自转周期、极移和章动与全球强震关联分析

目前,人们还无法准确地预报地震。找到地震和某种物理量之间的关系,积极地研究地震的触发因素具有非常深远的意义。漂浮在软流层上的地球板块随地球一起转动,地球自转变化可能对强震有一定的触发作用。统计2000年以后全球M_W7.9以上强震和地球自转周期、极移以及章动的关系,发现全球强震和大约13～15天的日长变化、大约一年周期极移变化以及十几天左右不规则章动有很强的关联性。通过贝叶斯公式分析,强震发生在日长变化拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在极移X方向拐点处的概率为随机概率的6倍,发生在极移Y方向拐点处的概率为随机概率的3倍,发生在章动拐点处的概率为随机概率的2倍。这种拐点不是固定周期,它受到各种摄动因素而发生不规则漂移,全球强震往往发生在上述周期变化的拐点处。希望以上结论能对大地震预报提供有益的参考信息。     

二十世纪以来中国西部和邻区的大地震活动与地球自转的关系

中国西部及周邻地区大震活动与地球自转速率变化有一定关系,尤其是8级以上特大地震与地球自转变化的加速期关系更为密切。中国西部及其邻区76％的地震发生在地球自转速率变化的相对加速期。本文通过地震活动与地球自转变化的关系,对帕米尔-杭爱山地区本世纪末至二十一世纪初的地震危险性作了趋势性估计。     

玛尼7.9级地震对昆仑山口西8.1级地震的触发作用及动力背景初探

根据库仑静应力变化的概念，对青藏块体中部地区1997年11月8日玛尼7．9级地震及2001年11月14日昆仑山口西8．1级地震的应力触发作用进行了初步研究。不同震源机制解计算结果表明，玛尼地震造成了昆仑地震断层面上10^-3MPa量级的库仑应力增量，该变化仅使得昆仑地震的发生提前了最长10年左右，表明当前地壳应变能水平可能并不很低。对照20世纪初以来全球7级以上强震频度和强度演化特征与地球自转变化的关系，认为地球自转幅度衰减、变化频率升高是近期强震活动的重要控制因素。昆仑山口西8．1级地震的发生，可能是地球自转持续加速阶段后期，青藏块体内部区域应力场逐渐强化，及玛尼地震应力触发的结果。     

1991年震情

全球地震活动 1991年全球发生7级以上地震15次,全部是浅源的(表1)。释放总能量为169×10~(15)焦耳。地震活动水平略高于80年代的平均值。强震主要在环太平洋地震带和欧亚地震带上。最强的是4月23日在哥斯达黎加发生的8.1级大震。1990年发生多次强震的欧亚带仍然活跃。高加索、缅甸和印度北部     

Research on the relationship between Earth’s variable rotation and global seismic activity

Based on the time series of observational variations of the length of day (LOD) and seismic data in the world, the relations of the decadal fluctuation and seasonal variation in the Earth’s rotation with global seismic activity are studied in this paper. The results suggest that there are overall correlations on temporal scale and regional discrepancy on spatial scale between global seismic activity and the Earth’s variable rotation, especially the seismic activity in the Eurasian seismic zone (not including southeast Asia) and the Lower California-Eastern Alaska seismic zone correlating well with the Earth’s variable rotation. According to the relations mentioned above, the observational data of the Earth’s rotation might provide a referential basis for monitoring global seismic activity.     

基于《中国震例》的地震空区和地震条带统计特征

基于《中国震例》(1970—2013年), 系统清理了246次M≥5.0震例前的地震活动图像异常, 并结合区域差异进行地震空区和地震条带的统计特征研究。 结果显示: ① 在246次震例中, 震前出现地震空区、 地震条带的震例数分别为105次、 51次, 占震例总数的42.7%和20.7%; ② 随着主震震级的增大, 地震空区和地震条带出现的比例逐渐增大, 尤其是7级以上地震, 震前出现地震空区的震例数占同类震例总数的83.3%, 出现地震条带的震例数占同类震例总数的66.7%, 可见地震空区和地震条带可能是7级以上强震的重要异常判据; ③ 针对整个中国大陆及近海, 地震空区和地震条带的持续时间、 展布尺度、 起始震级与主震震级存在一定线性关系, 相关系数能够通过95%置信水平的阈值检验; ④ 各主要构造分区的统计结果差异较大, 青藏高原北部除地震空区持续时间外, 其余地震空区和地震条带参数与主震震级之间的线性关系均通过阈值检验, 南北带中南段和华北地区有个别参数通过检验, 天山地区所有参数均未通过检验。     

近期天山地震带地震活动固体潮调制的统计分析

利用Schuster检验方法, 以潮汐体应力为计算量, 采用2010年1月1日至2012年8月31日天山中东段M_L≥2.0的地震数据, 对天山地震带地震活动受固体潮触发情况从时、 空两方面进行统计分析。 研究结果显示, Schuster检验p值时间窗平滑结果与天山地震带较强地震的发生对应较好, 尤其是2011年11月1日尼勒克6.0级地震之前很长一段时间, Schuster检验p值时间窗平滑结果一直低于潮汐触发地震的阈值0.05, 而尼勒克6.0级地震发生后, 该值迅速恢复到较高水平, 反应了此次地震的发生与固体潮的密切关系; 从Schuster检验p值空间窗平滑结果看, 尼勒克6.0级地震也处于或接近潮汐调制触发地区。 因而, 从时、 空两方面的检验结果看, 尼勒克6.0级地震的发生受固体潮调制明显。     

本州M_W9.1地震前破裂区内地震与地球自转之间的相关现象

强震发生前震源系统可能处于不稳定状态,在这种情况下,震中附近地区的地震活动或许会对微小的应力变化敏感.地球自转会在震源断层面上引起应力,地球自转速率变化也会在震源断层面上引起应力变化.由于地球自转速率变化非常微小,在震源断层面上引起应力变化也非常微弱,如果震源区处于极不稳定状态,这种微弱的应力变化或许会激发一些地震活动.这些被激发的地震活动将会表现出与地球自转速率变化的显著相关性.为了考察2011年3月11日日本本州9.1地震发生前震中附近地区是否存在与地球自转速率变化显著相关的地震活动,选取2000年1月-2011年2月M≥5.0地震集中活动区域为研究区域,根据USGS发布的1991年1月-2011年2月的地震目录,利用舒斯特(Schuster)统计检验方法,研究了地球自转与本州M_W9.1地震前发生的地震活动之间的相关性.检验结果用P值来评估,P值越低表示相关性越显著.结果如下:在研究区内5.4≤M≤6.9地震的P值的时间变化显示本州M_W9.1地震前从2009年6月-2010年1月存在低于0.5%的P值.当P值达最低值时,约82%的5.4≤M≤6.9地震发生在地球自转速率季节性变化的加速期,显示出了地震活动与地球自转速率加速之间的显著相关性.取3°×3°的空间窗,以0.1°的步长沿经度和纬度滑动对P值进行空间扫描,可以得到P值的空间分布.扫描区域远大于研究区,经纬度范围为(33°N-43°N,138°E-147°E).在P值的空间分布图上,可发现在P值处于最低值期间,低于0.5%的P值集中分布在研究区的北部,本州M_W9.1地震震中位于这个低P值区的边缘.因此,本州M_W9.1地震前在其破裂区内存在显著的与地球自转相关的地震活动现象,说明破裂区内存在非常不稳定的地区.     

华北地区强震活动特点研究

华北地区是我国的政治、 经济和文化中心, 也是我国地震多发地区之一。 华北地区历史地震资料记载时间较早且较为连续, 是研究我国强震活动的理想试验场。 选取第三、 第四活动期M≥6.0地震目录作为基础资料研究华北地区强震活动特点。 首先探讨华北地区强震活动与活动地块、 边界带的关系, 然后从时间和空间上分析华北地区强震活动的轮回性阶段及其期幕活动特点, 最后计算未来5年华北地区发生下一次M≥6.0地震的累积概率和条件概率。 研究结果表明: ① 华北地区M≥6.0地震活动主要集中在活动地块的边界带, M≥7.0地震则全部发生在活动地块的边界带上, 同时华北地区地震应变释放速率与边界带的构造活动速率呈线性相关; ② 第四活动期各活跃幕的能量释放均低于第三活动期, 因此华北地区未来仍可能发生M≥6.0地震; ③ 第三、 第四活动期的主体活动区存在显著差异, 且第四活动期的强震活动较第三活动期向东迁移; ④ 在2020年年初发生第四活动期闭幕M≥6.0地震的累积概率为80%左右, 而在2022年年底前发生M≥6.0地震的条件概率为50%。 本研究可为华北地区地震大形势分析和中长期地震危险性预测提供重要参考。     

张渤带形变预测指标分析

根据张渤带震例研究成果, 系统清理1966年以来张渤带5级以上地震前形变异常变化的各项特征, 初步归纳出张渤带的形变预测指标。 主要指标为: 张渤带5.6~6.2级地震异常相对集中, 异常主要集中在110~270 km范围; 潮汐类、 突变类异常数量相对较少; 破年变类异常较多, 异常主要对应4.5~5级和6~6.5级地震, 异常对应范围主要为100~300 km; 趋势转折类异常主要对应5.5~6.5级地震, 且异常时间在4.5~6.5级范围内有随震级增大而增加的趋势。     

天山地震带空间集中度ΔC值演化特征

采用新疆地区1990年以来的浅源地震目录,利用扩散链法去除余震,在小震空间集中度C值的研究基础上,进一步发展了C值变化量,即ΔC值的时空扫描计算方法,针对2000年以来天山地震带11次6级以上地震前ΔC值的演化过程,进行回顾性研究。结果表明,2012年新源—和静交界M_(S)6.6地震、2017年精河M_(S)6.6地震和2020年伽师M_(S)6.4地震之前,均出现较为明显的区域ΔC值异常,且3次地震前ΔC值异常演化时间均小于6个月,属于震中附近区域震前中短期异常变化。     

地震力标度及其在华北地区的应用

讨论了华北地区中强地震前地震力标度的时空变化特征, 首先介绍了地震力标度的物理意义, 给出了由传统经验公式推导出的地震力标度σ值的计算方法, σ值是一个表征地震时震源处断层平均驱动力的物理量, 基于地震波能量推导得到, 介于地震频度和能量之间, 根据经典通用的经验公式, 地震力标度σ值与震级M_L存在lgσ=1.14M_L+6.22标度关系; 结合华北地区(34°~42°N ; 110°~124°E; )地震活动的特点, 利用1980年以来2500多次3级以上地震, 研究了M_S≥5.0中强震前σ值的变化规律, 结果发现该指标能客观反映地震活动的增强与平静。 中强地震前存在σ值高值异常, σ值有由低转高, 在高值点发震的特征。 空间上σ值的分布与地质构造、 地震带和强震孕育过程有关, 中强震前地震力标度σ值有成片增加的过程, 对中强地震预测有一定的指导意义。     

川滇活动块体中-北部主要活动断裂带现今应力状态的分区特征

恢复2009年1月1日-2015年12月31日间川滇活动块体中-北部1012次2.0≤M_L≤5.0地震的震源谱,计算标量地震矩M_o、震源尺度r和应力降△_σ等震源参数并拟合各参数间的定标关系,基于区域地震构造背景、活动断裂展布以及地震活动的成丛分布将研究区划分成四个统计单元,分别讨论各构造单元的应力分布特征、地震应力降随地点位置的变化以及应力-应变加载作用与区域变形的动力学过程的关联.结果显示:中小地震释放的应力降△_σ在0.1~10 MPa;标量地震矩M_o与近震震级M_L呈现较好线性关系(lgM_0=0.92M_L+10.46);应力降与地震大小的关系与Nuttli的增加应力降(ISD)模型比较吻合(1g△_σ=0.31 1gM_0-3.92).震源应力降结果显示:①金沙江断裂端部为低应力区,断裂单元整体滑动速率较高、强震活动极少,不具备强震发生的应力高度集中条件;在3条次级断裂构成的条带断裂结构中,理塘断裂上的应力-应变加载作用自北西向南东逐渐减弱,相对闭锁的北西段较其他部位更易积累应变.②鲜水河断裂带的地震应力降以康定为界南低北高,南段(康定-石棉)短期内难以积累较高应变,北段(甘孜-康定)应力水平较高,已发生的中强地震尚未能填充地震矩释放的亏空区,段落局部仍有较高的应力积累.③安宁河-则木河断裂上高应力降地震事件集中,该单元的应变积累强、应力水平最高,地震危险性大.④丽江—小金河断裂上不同震级地震的应力降特征并不相同,推测与当地复杂的构造背景有关,具体原因尚需深入探讨;木里地区应力背景较低,可能受当地构造环境的影响.研究表明,地震应力降随地点位置而系统变化,高应力降地震事件多发生在断裂与断裂的交汇部位,而断裂无闭锁条件、断裂以蠕滑为主且断面松弛、断裂端部为高温或破碎塑性变形带时,多以低应力降地震事件为主;与通常所认为的"走滑断裂不易积累应力"相反的是,鲜水河断裂带、安宁河—则木河断裂带均表现出较高的应力水平,其原因一方面可能是因为已发生的中强地震无论数量还是强度都尚不足以释放已经积累的能量,另一方面也许是在区域变形的复杂动力学过程中,当构造单元间阻碍断层运动和协助积累应力的作用占主导时,相同震级的地震会释放更多的应力.