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主题:【原创】【知识】从伊朗大地震谈当代地震预测 -- 横槊赋诗

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家园 【原创】【知识】从伊朗大地震谈当代地震预测

最近在伊朗Pam的地震一夜间夺去了数万人的生命,同加州不久前的地震一起

重新引起了人们对地震的关注。到底人类是否能够准确预测这种破坏性大的地震?

恐怕只能用“路曼曼其修远兮,吾将上下而求索”来形容。

本文试图简要介绍最近这方面的一些进展。

人们很早就认识到由于地壳的相对移动,在地质断层上会积累切向和法向的应力(库伦应力Coulomb stress, 一般对切向力称剪切力shear stress)。而当库伦应力积累到一定程度而被某种事件触发(stress trigger)时(一般是剪切力超过了断层两侧板块间的静摩擦力) 引起地质板块结构在极短时间内改变相对位置就产生了地震。

全世界上千科学家为了研究地震可预测性曾花费了大量精力而在三十年中一无所获。他们曾经用极其灵敏的仪器监视地表的微小颤动并作了长期纪录,也有人对地下的气体,液体的流动以及磁场变化进行了监测,特别是大地震前后,试图找出这些现象同地震间的联系以及可预测的活动规律。然而花费了三十年时间以及难以计数的研究经费不过证实了所有这些现象同地震并无一致的联系可用来预测地震。以至于曾有人悲观的认为大地震纯粹是随机而不可预测的。

直到最近十年地震预测才取得了一些进展。对于大地震后的余震(aftershocks), 研究人员很早就认识到余震的活动遵循大森定律(Omori’s law, 因日本地震学家大森在1894年最早提出而命名), 即余震的活动会在大地震后陡然猛增, 此后则沿着指数规律递减. 科学家们对地震活动区的地质断层的库伦应力进行测量并用计算机进行模拟仿真,再结合大森定律从而在时间和地点上能够初步预测下一次地震活动的概率.

结合实际测量, 研究者发现触发下一次地震的库伦应力改变并不需要很大, 实际上仅仅汽车车胎内压1/8 那么大的应力变化就可以触发整个断层的地震.

应用这种方法, 美国国家地质测量局(U.S. Geological Survey, USGS) 的Ross S. Stein, James H. Dieterich 以及土耳其的Aykut A. Barka 等在六年前对土耳其北安娜托里安断层(North Anatolian Fault)进行了研究后断定30年(1997 ?C 2027)中该断层发生7级以上地震的概率是周围地区的10倍. 仅仅两年以后, 1999年8月, 25,000 人即死于土耳其Izmit的7.4级地震.

目前地震研究人员对几个人口稠密的主要地震活动区正密切监测同时在目前的计算机模型上不断改进以提高地震预测的准确性.

最后给大家推荐USGS 的网站主页http://earthquake.usgs.gov/

上面有每日更新的美国及全球地震活动记录. 感兴趣者可以自行察看自己所在地区的地震记录.

参考文献:

Heightened Odds of Large Earthquakes Near Istanbul: An Interaction based Probability Calculation, Tom Parsons, Shinji Toda, Ross S. Stein, Aykut Barka and James H. Dieterich, Science, Vol. 288, pages 661-665, April 28, 2000.

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