重复地震和地球内核的时变性

地球内核是地球最中心的圈层,它的一个很重要的特性是在几年至十年的尺度上存在着明显的时变性.利用重复地震经过内核的波随时间的变化给内核的时变性提供了最有力的且毫无争议的证据.然而时变信号的来源仍有待商榷.一般解释认为与内核的差速旋转有关;另一个解释为内核边界的快速变化.最新的研究表明,内核的时变信号主要来源于内核的内部而非边界.这一新发现排除了内核边界作为时变唯一信号来源的可能性.最简单而合理的解释依然是内核的差速旋转:内核以每年0.05°~0.1°的速率相对于地幔超速旋转,并有变速旋转的可能性,使得内核浅部不均一的横向结构发生位移,重复地震的体波沿着固定路径传播时会采样到不同的内核结构而产生时变信号.这一模型可以解释此前研究观测到的所有时变信号.内核时变现象和其成因的探究对于我们认识地球深部的运行方式,尤其是磁场的运行机制,有着重要的启发意义.     

由地震简正模式观测得到的内核各向异性区域变化

地球的固体内核被对流的液体外核包围,由此创建了驱动地球磁场的地核发电机。用压缩体波研究地震显示出内核各向异性结构的半球性变化,但由于受地震和接收器分布状况所限,这一结论还不够充分。本文中,利用大地震的简正模式分裂函数测定结果,并基于扩展交叉耦合理论,我们观测到了区域变化和内核中东、西两半球的各向异性。这一模式与地球磁场的相似性说明在固化或组构演变过程中由Maxwell应力引起的晶体排列的凝入是产生各向异性的根源。这些观测结果限制了内核超速旋转的总量,但与振荡相符。     

中-俄边界连续发生强烈地震

据我国地震台网测定,2003年北京时间9月27日、9月28日和10月1日,在中-俄边界分别发生7.9级地震(49.9°N,87.9°E)、6.9级地震(50.0°N,87.9°E)和7.3级地震(50.1°N,87.8°E)。这3次地震震中位于俄罗斯境内,距中-俄边界约80km,距我国新疆维吾尔自治区阿尔泰市约230km。新疆北部有强烈震感,地震造成2乡镇32家民房受损。许力生研究员利用CDSN的7个台站的数字波形资料反演了这3次地震的震源参数,结果如下。     

地球内核处于熔融状态

地球的磁场是由液态铁核形成的地磁发电机所产生的,这种液态铁核在上覆层地幔岩石的冷却下导致对流.地核由最里面向外冷却,生成固态的内核和释放轻元素.这些驱动着组分上的对流[1-3].地幔从地核以一定的速率吸收了热量,且吸热速率在空间上存在着很大的横向变化和差异[4].本文利用地磁发电机模拟显示这种横向差异会传递至内核边界,从而足以导致热量流入内核.如果地球内部确实是这样,将导致局部的熔融作用.熔融释放密度较重的液体形成变化的组分层,这一点可由内核上边界向上150 km处的地震波速度异常来解释[5-7].     

2010年4月14日中国玉树MS7.1地震前热红外亮温异常

本文采用连续小波变换方法分析可能与2010年4月14日中国青海省发生的玉树地震(M_S=7.1)有关的地震亮温异常。分析数据为2010年1月1日至2011年12月31日期间,空间区域范围28.1°～38.1°N,91.7°～101.7°E内的中国地球同步气象卫星FY-2E每日观测的亮温数据。小波变换是一种分析非稳态功率的时间序列的有效方法,能在时间域和频率域中识别异常功率。结果表明,在两年中相对小波功率谱(RWPS)出现了9次异常变化,其中2次异常对应了地震,其余7次异常则没有对应地震。对应了地震的2次RWPS异常之一位于玉树地震震中的南部地区,异常在2010年3月29日左右开始出现,在地震发生之前有所减弱,直到2010年4月14日已完全消失。玉树地震是研究时段内该区域发生的唯一一次强震,因而认为此次RWPS的异常变化可能与玉树地震有关。     

利用前临界PcP-PKiKP资料研究中国东部内核边界性质

前临界内核边界反射震相PKiKP与核幔边界反射震相PcP构成组合,能有效压制浅部结构及震源因素的干扰,提供了对内核边界精细结构的直接约束. 本研究从华北克拉通西北部密集流动地震台阵一年观测资料中筛选出8个地震事件,得到共计 73对PcP-PKiKP组合,覆盖了从朝鲜半岛到我国东北及华中地区下方的内核边界. 本文系统分析了走时残差和振幅比数据,结果显示:(1)密集台阵资料有助于前临界PKiKP震相拾取,而浅源地震亦可提供高质量的PcP-PKiKP观测资料.(2)走时残差呈现了自西北向东南从正常到负异常的迅速变化(沿内核边界70 km范围内>0.5 s), 限制了研究区域内核界面不超过3 km的起伏. (3)相对振幅比变化表明了研究区内核边界密度差北西—南东向的系统增加, 揭示了内核结晶环境的小尺度扰动.     

东北亚PKiKP/PcP振幅比离散特征与内核边界密度跳变研究

地球内核边界密度是理解地球核幔系统及地球发电机模型的重要约束. PKiKP/PcP振幅比通常被用于内核边界密度跳变研究,但常常受限于离散的观测数据.文章首次拾取东北亚地区不同地震在相同内核和核幔边界区域反射的PKiKP和PcP震相,通过分析表明PKiKP/PcP振幅比离散是广泛存在的;同时,对比了PKiKP和PcP振幅,发现PKiKP/PcP振幅比离散不能仅归因于内核边界的异常,其离散更可能来自于两种震相射线路径差异和壳幔结构不均匀异常的影响.通过拟合PKiKP/PcP振幅比观测数据,文章得到东北亚下方的内核边界密度跳变和压缩波速度跳变分别约为0.65g cm~(-3)和0.87km s~(-1),较大的密度跳变和压缩波跳变意味着内核表面可能存在局部的结晶作用.     

内核超速旋转的存在受到成双的远震的质疑

地球内核相对于地幔差动旋转的第一个证据,来自地核震相差异走时异常30年变化的观测(Song and Richards,1996.地球内核差异旋转的地震学证据。Nature,382:221～224)。成双的远震的对照比较,对于测量这种差异走时以及检验它们的时间变化,提供了一种强有力的手段。与直接测量差异走时的方法不同,这一技术不需要有准确的地震定位。这一方法首先在认为无差异走时的成双的远震的例子中受到检验。这些检验使我们得以指出双远震方法在应用中可能遇到的困难,如极性反转。之后又在法国记录的汤加深震和阿拉斯加科利奇站(COL)记录的南桑德威奇群岛地震应用了这一方法。以上地震使Song和Richards提出了内核旋转的观点。对第一条路径我们没有发现时间的变化,这与以前的研究一致。对于南桑德威奇岛至科利奇的路径,成双的地震分析表明:在这一方法的分辨率内(大约0.05s)不能检测到PKP走时的显著时间变化。Song和Richards观测的残差变化是30年约0.3s,这在很大程度上可能归于震源的定位误差。因此,当前的地震学观测没有检测到内核的差异旋转,这是因为如果有差异,也小于目前地震学的检测能力,即小于0.2°/a。     

2003年全球灾害地震活动分析

根据美国地质调查局国家信息中心的互联网数据 ,2 0 0 3年 1月 1日～ 1 2月 31日全球共发生M≥ 6级地震 1 6 0次 ,M≥ 7级地震 1 7次 ,M≥ 8级地震 1次。与过去一百年来全球年均发生的 6级以上地震次数 (年平均 1 30± 30次 )比较接近。现代地震观测历史已逾 1 2 0年。在此期间 ,地震活动水平最高年份一般均伴有 8级以上大地震 1～ 2次 ,6级以上地震超过1 50次 ,而在地震活动水平最低的年份中 ,最大地震小于 8级 ,6级以上地震次数多于百次(表 1 )。百年来 ,6级以上地震的年发生次数没有成倍的变化 ,是因为地球构造运动中应变能的积累和释…     

2003年6、7月西昌二次4.8级地震的预测与分析

2003年6月17日和7月10日,先后在四川省西昌市和西昌-昭觉间发生2次ML4 8级强有感地震.对于这2次地震,我们曾作了较好的中期和短期预测.但是对于6月17日发生的第一次ML4 8级地震,未能做出临震预测;对于第二次地震,则在7月1日向上级填报的周会商表中作了明确的临震预测,7月10日,在西昌-昭觉间发生了ML4.8级地震.根据西昌地震遥测台网各子台的P波初动求解震源机制,结合地震所处的地质构造以及现场烈度考察圈定出的结果分析,认为这二次地震是由安宁河断裂带、则木河断裂、凉山断裂所围成的凉山小菱形块体活动的结果.     

地球内核平动振荡的地震激发

本文利用球对称、非自转、弹性和各向同性地球模型(SNREI)理论模拟计算了地球内核平动振荡的地震激发.以2004年12月26日苏门答腊大地震为例,讨论震源机制解(标量地震矩、走向、倾角、滑动角和深度)对内核平动振荡振幅激发的影响;基于全球21个Mw8.0级以上的大地震,分别计算10个数据资料较好的超导重力台站理论上可以接收到的内核平动振荡信号的频率域振幅.结果表明标量地震矩对内核平动振荡振幅的影响最大,走向、倾角、滑动角和深度对内核平动振荡振幅也有一定影响,但是影响相对较小;不同区域获得的由大地震引起的内核平动振荡信号的幅度存在显著差异,此结果为频率域多台站加权迭积提供了计算基础.另外,只有武汉台站接收到的2011年日本Tohoku Mw9.1地震激发的内核平动振荡的振幅值达到了地球表面高精度、高灵敏度的超导重力仪检测水平,振幅值为0.0103 nm·s-2.结果说明地震激发的内核平动振荡的信号极其微弱,信号几乎淹没在背景噪声中,必须利用多台站迭积法才有可能将信号提取出来.     

云南大姚6.2级及双柏5.0级地震短临预报震例分析

2003年10月16日大姚发生6.1级地震,2004年12月26日双柏发生5.0级地震。震前2个月,易门水位出现不同程度的异常变化,据此,笔者向上级业务部门作了短期及临震预报。震后对这2次地震作了进一步的分析研究、探讨,并对易门水位异常与300km内M≥5.0级地震作了研究分析,给出了预报指标。     

2002年2月3日土耳其发生 强烈地震

20 0 2年 2月 3日 ,土耳其西南部的阿菲永省发生了 2次强烈地震 ,造成了严重破坏 ,至少使 45人丧生 ,2 0 0多人受伤 ,1 0 0幢建筑物倒塌。据土耳其伊斯坦布尔地震研究中心测定 ,第一次地震发生在 2月 3日当地时间上午 9时1 1分 ,震级为里氏 6.0。第二次地震发生在 2小时之后 ,震级为 5.3。这 2次地震的震中均在阿菲永省的博尔瓦丁镇。据报道 ,这 2次地震后 ,至少发生了 7次余震。据法国斯特拉斯堡地球科学观测中心测定 ,2月 3日首先发生的是里氏 5.6级地震 ,2小时后发生的才是里氏 6.0级地震。据中国华北遥测地震台网测定 :地震发生时间为 2…     

印尼MS8.7地震对中国大陆3次后续中强地震的动应力触发研究

印尼8.7级地震发生后,在不到2个月时间内,在中国大陆相继发生了3次后续中强地震(2004年12月26日云南双柏MS5.1地震、2005年1月26日云南思茅MS5.1地震、2005年2月15日新疆乌什MS6.2地震),印尼地震和这3次后续地震是否存在触发关系?计算了印尼地震在3次后续地震破裂面上的动库仑应力变化和静库仑应力变化。静应力变化量小,低于一般认为的触发阈值(0.01 MPa);动应力变化峰值为10-1MPa,可能是这3次后续地震的触发因素。     

内核超速旋转及其对重力场的影响

本文研究由内核超速旋转引起的地球重力场的变化.论述了内核具有三个主要特征：椭球形状,各向异性对称轴与内核自转轴重合,内核自转轴与地球自转轴之间存在夹角并绕地球自转轴进动.内核超速旋转引起地球体系物质的重新分布,导致重力场变化.通过研究内核超速旋转的运动规律,建立了内核超速旋转导致重力场变化的模型,给出了由于内核超速旋转而引起的整个地球表面的重力变化,其中,在假定了内核超速旋转速率为1°/a的前提下,历经一年的最大重力变化量级约为0.37 μGal.     

华北、江苏及邻区中强地震与地球自转加速度变化的统计关系初步研究

考查了1962～2010年间华北地区和江苏及邻区中强地震与地球自转加速度变化的统计关系。研究结果表明,大华北地区所有的强震(MS≥6.0)都发生在地球自转加速度上升期及其后半年时间内,并且63%的地震都发生在上升期开始4年之后。江苏及其邻区11次中强震(MS≥5. 2)中有10次发生在地球自转加速度上升期及其后半年时间内,并且64%的地震都发生在上升期开始后的3年10个月后。     

1993年皮尔戈斯（希腊）地震的震源机制和土层效应

引言 1993年3月26日,一次中等强度的M_S=5.5的地震发生在希腊南部伯罗奔尼撒半岛的皮尔戈斯市以南3 km处,震源深度15 km。包括前震和余震在内的地震活动性的特征,就其延续时间超过一个月和其活动范围遍及该市周围15 km半径范围     

2003年大姚6.2、6.1级地震构造应力环境及静态应力触发研究

利用2003年7月21日、10月16日大姚6.2、6.1级地震余震序列的震源机制解资料,采用滑动方向拟合法反演出大姚两次强震的构造应力,定量给出其构造应力变化量。以反演得到的2003年大姚6.2、6.1级地震构造应力为基础,分别计算两次强震后产生的静态库仑破裂应力变化,研究大姚6.2级地震引起的应力变化是否触发了6.1级地震。结果显示:两次地震发生后震源区构造应力场最大主压应力S1作用由北东向近水平作用为主转为北东东向水平作用,6.2级地震对6.1级地震有明显的触发作用。     

2003年云南大姚6.2级地震预测及其科学依据

通过对2003年7月21日云南大姚6．2级地震前，2001年10月至2003年6月云南出现的613d无M≥5．0地震的罕见平静、2003年2～6月出现的显著能量预释放过程、2002年9月至2003年6月M≥4．0地震深度分布异常，2003年5～6月水汞群体异常及2002年2月至2003年6月形成的强震孕震区的深入分析和研究，给出了云南大姚6．2级地震三要素预测的具体方法和实际预测过程。探讨这一强震前的认识过程对于未来地震预测有一定的参考价值。     

地球内核旋转不同的地震学证据

在过去的３０年中，穿过地球内核的地震波的走时显示出虽然小然而却是系统的变化。这种变化通过使已知内核地震各向异性的对称轴产生移动的内核的自转而得到圆满的解释。推断的自转速率每年比地幔和地壳的自转快１°。