日本2011年3月11日灾难性地震前地磁场长期变化的异常扰动

2011年3月11日,在日本东北以东的近海发生了M9地震,这是日本地震监测史上最大的一次,其震中位于海底下约24km处,距离海岸约130km。根据位于日本领土上距离此次震中约180~200km的两个地磁监测站——江差町和水泽的数据研究了地球主磁场的长期变化。地球主磁场的分量在过去的上百年间变化都非常平稳,然而在2000~2011年期间,在日本领土发生大地震的区域内监测到了4次主磁场长期变化的异常情况,其持续时间从半年到3年不等。这些异常出现的同时,在地磁台站周边100km的区域内有地震活跃带发展,且之后发生了6级强震。从两个地磁台站监测的相关磁场分量差可发现一些最显著的异常。最近的一次异常情况最为强烈,其出现在大地震发生的约3年前。地震前地球磁场异常的原因可能是由构造运动过程引起的地壳局部区域的导电性变动造成。在初始阶段,这个过程会导致未来震源区域温度和导电性的升高,从而导致地表地电流的重新分配以及磁场的改变。之后,构造运动过程的发展导致未来震源区域裂缝的加剧,并降低了地震来临前的电导率。