在斯里兰卡亲历亚洲海啸

美国地球物理联合会(AGU)资深会员恰普曼(Chris Chapman)在斯里兰卡亲身经历了这次破坏性的海啸。以下是他刚刚离开这次灾难返回时的报道；脚注是后来加上的。恰普曼是Schlumberger剑桥研究中心的科学顾问，也是一位理论地震学家。     

从印度洋灾难看海啸物理学及预警的窘境

了解海啸物理学可以挽救生命，尤其是在大地震的震中附近，因为此处危险性最高而且早期预警也极难奏效。     

1975年夏威夷卡拉帕纳地震的长周期震源特征

1975年夏威夷卡拉帕纳地震发生在变化无常的基拉韦厄火山南翼之下。对此次地震有不同的解释,如正断层地震、冲断层地震以及山崩。最初的崩塌模式的证据是先前的断层模式不能解释由卡拉帕纳事件产生的勒夫波辐射图型和海啸振幅。在此, 我们对该事件的长周期数字地震数据进行再分析。矩心矩张量分析显示该地震辐射图型能被充分地解释为由一个向陆浅倾的冲断层引起。我们测定的地震矩为3．8×1020 Nm (Mw7．7),大约为早先估计的2倍。本研究中,震源机制解确定的构造和地震矩与观测到的海啸振幅是一致的。长周期的体波波形的反演显示这次震源持续时间(-72 s)对于一次这样大小的地震来说显得异乎寻常地长。     

印度科依纳—瓦尔纳地区的断层相互作用与地震触发

印度半岛上科依纳—瓦尔纳地区的地震被认为是由水库引发的。但是，通过对可用地震资料的分析表明，该地区持续高发的地震活动还有可能受到断层带的几何形态及其通过应力传递的相互作用的影响。从地震分布及其震源机制推断的这些明显的断层带的取向表明，在一个断层带内发生的地震事件会增加另一个断层带上的静应力，使该地区频繁而且连续地发生地震。本文的结果表明，虽然水库作用的效应确实会促使断层滑动，但是应力触发机制似乎是持续高发地震活动的一个重要原因，因为它会使一些稳定的断层变得不稳定，这与我们所推断的运动方式是一致的。     

应用分数阶微分对地震波稳恒Q值的时间域模拟

根据分数阶微分,在时间域应用新的模拟算法求解了Kjartansson的稳恒Q 值模型。在应力扩容公式中,代替2阶时间微分,Kjartansson的模型要求2γ阶的微分,这里γ为0<γ<1/2。应用Grunwald-Letnikov和中心差分近似计算了分数阶微分。对整阶微分,上述方法是标准算子的有限差分的拓广。模拟中应用了傅里叶方法计算空间微分,因此,可以处理复杂的几何问题。合成井间地震实验展示了这种新颖模拟算法的能力。     

岩石层应力场的起源（一）

构造应力场是地质学一项很重要的研究内容，因为它是记录岩石层动力过程的一个重要因素。在阐述现今岩石层应力状态的起因时，我们利用有关地球岩石层的有限元模型来计算地幔流动、地壳非均匀性、地形等诱发的应力，并且将其与板内应力的观测结果(如世界应力图)进行比较。我们探索了岩石层非均匀性的两种模型，一种是基于地震和其他观测约束的模型(Crust2．0)；另一模型假定地球处于均衡补偿状态。我们在对地幔牵引力的计算中考虑了两种不同的地幔密度非均匀性模型：一种是基于过去180Ma的板块消减历史的模型，这一模型在精确重现现今大地水准面和新生代板块速度方面证明是成功的；另一种是从地震层析成像结果推断出的模型。我们考察了不同的地幔粘性结构假设对计算结果的影响，以及由软弱板块边界表现出的横向粘性变化对计算结果的影响。尽管在一些地区预测值和观测值的一致性较差，但我们仍发现，将地幔和岩石层应力源都包含在内的综合模型计算结果与应力场观测值符合程度是最好的(约有60％的方差减小量)。只引入地幔牵引力所得到的应力场显示出更大程度上的长波结构，比在应力观测中所看到长波成分更明显，在某些径向地幔牵引力明显较强的地区(如东南亚和西太平洋)，计算结果与观测值的一致性非常好。单由岩石层非均匀性所产生的应力场强烈依赖于我们所假定的地壳模型：尽管根据地球均衡补偿模型计算出的结果与观测值出入很大，但基于Crust2．0模型的计算结果与观测结果一致性却很好，与只含地幔牵引力模型的结果拟合程度差不多，并且在某些地形因素影响很大的地方(如安第斯山脉，东非)拟合得也非常好。对此有一个可能的解释，那就是应力场受地幔粘性横向变化的影响显著。该横向变化使得岩石层和地幔之间出现不同程度的解耦现象，这就使得地幔特征在某些地方占优势，而地壳特征在另外一些地方占优势。均衡补偿地壳模型的计算结果与观测结果一致性较差以及两种地壳模型之间存在的较大差别，这两者说明了研究地形动态变化的重要性，并且地壳结构和流变性也确实存在着不确定性。另外，我们也考虑是否存在这样一种可能性，即从浅层地壳获得的应力观测值也许不能反映整个板块的应力状态；由于岩石层流变性横向和径向的变化，板块上部的应力至少可能部分地与大尺度板块驱动力解耦。     

日本西南部后续震相剪切波分裂分析：地壳内部线性构造的探测器

尝试用剪切波分裂分析的方法探测地壳内部的线性构造。从地震图上可以看出日本西南部地区存在一些线性构造。在该地区没有发现明显的活断层能证明这些线性构造的存在。我们用两种后续震相，即PpPms和PpSms震相对日本西南部地区的剪切波分裂进行了研究。PpPms是一种后续S波震相，它是P波在地表反射后又入射到地壳中经莫霍面反射转换成的S波。PpSms也是一种后续S波震相，它是P波在地表反射转换成S波后经莫霍面再次反射入射到台站的s波。我们用这两种震相检测了地壳中的线性构造。观测到的快波偏振方向呈现北东东—南西西、北东—南西和南北的横向变化。得到的快波偏振方向与该地区最大主应力方向不一致。最大主应力作用下产生的裂隙引起的各向异性解释不了日本西南部地区的剪切波分裂结果。北东—南西的快波偏振方向与该地区的地质线性构造方向一致。该地区的剪切波分裂有可能是地壳内的线性构造引起的。     

采用双台子台阵方法的实时地震预警

地震定位是地震学最基本的问题之一。在速度作为确定系统成功水平关键因素的实时地震预警系统中，快速对具有潜在毁坏性大地震的定位能力具有特别重要的意义。我们开发了一种简单的、仅采用台阵中两个最先到达的P波到时的方法。假设一个简单的速度模型，这两个P波波至可用于绘制一条期待包含有近似地震震中的双曲线。根据台阵中其他台站的初波至不是最先到达的P波初至的事实，可将双曲线上的震中位置进一步加以约束。当应用到加州赫克托矿地震以及美国中部一个较小的地震事件时，模型结果表明与实际地震震中位置符合。虽然子台阵对大地震定位的方法存在固有的不确定性，但对早期预警系统而言这是可以接受的折衷，因为这可节省几秒至十几秒的时间，而不用等待其他台站的P波波至。尽管本文的主要目的是提出一种定位方法，但本文还表明：最靠近赫克托矿地震震中的台站，在P波到达的2s和3s内，分别记录到0．3mm和1mm的地面运动，这表示一个大的地震事件已经发生。     

与地壳活动有关的ULF地磁变化：RIKEN-NASDA项目概要和最新结果

尽管地震短临预报极其重要，并且经过了人们多年的努力，但它仍是目前未能解决的问题。近年来，与地震相关的电磁现象被认为是解决地震短临预报的有效途径之一。现在已经积累了大量的地震电磁前兆信号的震例，这些信号分布在很宽的频带范围(DC-VHF)内，其中ULF地磁变化是最有希望的地磁前兆之一。通过监测ULF地磁变化，有望实现地震短临预报。本文将阐述从ULF电磁信号中提取震磁异常变化的方法。     

由Hi—Net台阵成像得出的2004年苏门答腊-安达曼地震的范围、持续时间和速度

2004年损失惨重的苏门答腊-安达曼地震是已经记录到的最大地震之一。这种地震的破坏程度取决于断层滑动的范围和大小。在苏门答腊-安达曼地震后几小时得到的最初可靠的矩震级估计（Dziewonski and Woodhouse，1983）值为9．0级，但是，最近的长周期简正模式分析表明，