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专家提出地震成因新观点:与地球自转有关
来源:新气象网站     发布时间: 2010年04月21日
 

图中黄色线所围成的区域为巴颜喀拉块体,灰白色箭头是汶川地震时该块体收到的反作用力的方向,大约是北偏西72度。这个方向正好和汶川地震震中与玉树地震震中之间的连线几乎重合。一方面,玉树是巴颜喀拉块体在汶川地震发生时由于受到扬子块体的反作用而向西运动与青藏块体之。

 

红色线标明汶川地震和玉树地震发生的时间点,曲线为地球自转速率的走向。制图:陈学忠

 

2010年14日7时49分,青海省玉树藏族自治州玉树县(北纬33.1度,东经96.7度)发生7.1级地震,震源深度33公里。截止14日18时00分,灾区共记录到余震总数为606次,其中4.0级以上4次。中国国家地理网独家电话连线了中国地震局地球物理研究所地震学研究员陈学忠博士。

陈学忠博士初步判断玉树地震的成因时说,此次青海玉树地震属于汶川地震后巴颜喀拉地块的回弹,青海玉树这次地震发生的断裂带属于巴颜喀拉地块南边界,汶川地震属于巴颜喀拉地块东南边界。2008年5月12日的汶川地震是青藏板块冲击扬子板块,此次属于该板块的回弹,此次玉树地震与汶川地震中心点的连线与地块回弹反作用力的方向一致,这说明玉树就是上次汶川地震板块回弹的着力点。

在接受中国国家地理网连线时,陈学忠进一步表示,最近他提出了一个新的地震成因观点,认为地震的根本原因在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生“追尾”、“分离”、“摩擦”三种情况,从而引起地震。这一观点是基于对汶川8.0级地震与地球自转的关系的分析后提出的。

陈博士大胆表示地震专业研究100多年的基本点可能就是错的,传统研究地震成因都是基于两个理论支柱,目前公认的主要是板块构造理论和弹性回跳学说,以这两大理论支柱为基础发展起来的地震孕育和地震前兆模式都是为了解释或预期一些地震前兆现象。这些模式一直被当成地震预报研究的理论基础,但这些模式几乎都假定性的,假定地震前,震源区有能量的积累,同时伴有应力和应变的增强过程。如果这个假定就是有问题的,是错误的,那么建立在此基础上的前兆模式就有问题,就是错误的,以此为基础的地震预报就不可能顺利进行下去。陈学忠博士坦诚,他的上述观点目前在地震研究专业领域接受程度并不高。

 

以下是连线全部内容:

中国国家地理网:汶川地震后,中国国家地理网当时第一时间连线你,你当时就表示全球在未来进入地震的活跃期,中国发生7级以上地震的频率也会增加。现在回头看,过去几年,特别是今年以来强震频发,地球是否正处于地震的活跃期?

陈学忠:对,现在我可以更加肯定这个判断了。2005年我就发表了《印尼8.7级地震对我国大陆地震趋势的影响》的论文,当时我就判断地球进入了地震的活跃期,实际上全球进入活跃期就是从2004年印尼8.7级地震开始的。

 

中国国家地理网:有专家曾在前一段表示,环太平洋地震带活跃,但中国大陆近期不会发生破坏性的强震,而玉树的地震显然打破这个判断。你怎么看?

陈学忠:不同专家会有不同的观点,但地震研究应该从更加宏观的角度去分析问题,判断问题,地震是地球整体运动的反应,不能限于环太平洋。正是因为地球板块活动处于活跃期,那么中国大陆的各个地震带发生7级以上强震的危险性肯定会加强!

 

中国国家地理网:青海玉树的此次地震,标志着中国大陆进入的地震活跃期吗?

陈学忠:我初步判断玉树地震的成因是汶川地震后巴颜喀拉地块的回弹,青海玉树这次地震发生的断裂带属于巴颜喀拉地块南边界,汶川地震属于巴颜喀拉地块东南边界。2008年5月12日的汶川地震是青藏板块冲击扬子板块,此次属于该板块的回弹,玉树地震的断裂带走向基本与汶川地震一致,说明玉树就是上次汶川地震板块回弹的着力点。

 

中国国家地理网:谈一个大家关心的老话题,强震是人类面临的最可怕的自然灾害之一,作为一名地震研究者,地震预报是你的重要工作,但不得不承认,地震预测和预报在目前为止仍然是尚未攻克的世界性科学难题。你认为人类有希望攻克这个难题吗?

陈学忠:谁都知道,要准确预报地震,首先要弄清楚为什么会发生地震。传统研究地震成因都是基于两个理论支柱,目前公认的主要是板块构造理论和弹性回跳学说,以这两大理论支柱为基础发展起来的地震孕育和地震前兆模式都是为了解释或预期一些地震前兆现象。这些模式一直被当成地震预报研究的理论基础,但这些模式几乎都假定性的,假定地震前,震源区有能量的积累,同时伴有应力和应变的增强过程。如果这个假定就是有问题的,是错误的,那么建立在此基础上的前兆模式就有问题,就是错误的,以此为基础的地震预报就不可能顺利进行下去。

 

中国国家地理网:关于地震成因你有新的观点?

陈学忠:是的,基于对汶川8.0级地震与地球自转的关系的分析后,我提出的一个新的观点,地震的根本原因在于地球自转速率的变化。地球岩石圈由大小不同、质量不同的块体组成。比如,大洋块体薄、质量轻,大陆块体厚、质量重。地球自转速率变化时,就会造成这些块体运动的差异性。这种差异运动可能使块体之间发生“追尾”撞击或摩擦,从而引起地震。地震能量来自于块体间撞击或摩擦时损失的动能。

 

中国国家地理网:我想网络读者需要你更加详尽的解释你的新观点。

陈学忠:其实地球自转与地震的关系一直受到专家们的关注。这研究都认为地震自转与全球强震的发生具有统计上的相关关系,只是不同地区存在差异,有的地区与地球自转减慢有关,有的地区则与地球自转加速有关。但统计上的紧密性需要科学数据和分析进行论证。

我们知道地球每天都在自转,自转的快慢决定了日长,实际上自转的速度每天都不一样。国际上有一个专业机构IERS记录了1962年以来每天的地球自转速度,发现地球自转有时加速,有时减速,并且有相对的规律性。那么地球自转的速度为什么不一样呢?总体上是跟地球内部地核与地幔之间的耦合作用,就是相互协调运动有关系。长期的自转速度变化存在一个10年左右的周期。1993年-2003年地球自转处于加速状态,2003以来处于减速状态,2008年汶川地震及时处于减速阶段。短期的自转速度也有季节性的变化,这主要跟大气环流、潮汐波动都有关系。在一年时间里,1-3月和8-10月处于地球减速期,4-7月和11-12月处于地球加速期。所以我之前也提出过,每年的3、4 月和8、9月发生的比例明显大于自然概率。一年里处于加速与减速交换期最容易发生强震,此次玉树地震的时间也符合这一判断。

 

中国国家地理网:现在关键的问题是地球自转怎么引起地震的?

陈学忠:从我们的统计分析来看,在汶川地震前2年,从2006年7月始,所有大于3级地震都发生在地球自转季节性变化的减速时段。从2007年初开始,地球自转减慢期间,龙门山断裂带上3级以上地震发生率或单位时间内发生的地震数,明显比地球自转加速期间的高,且随时间逐渐升高。大于5.5级余震也都发生在地球自转季节性变化的减慢段。

地球本身是自转运动的,从太空上看地球运动的速度不慢。地球的岩石圈也不是静止的,也是运动的。并且由大小不同、质量不同、相互挤靠在一起的块体组成。打个比方吧,这些块体就象水中的船一样漂浮在地幔上。由于质量存在差异,地球自转速率变化时,就会造成这些块体之间运动的差异性,块体之间就可能发生相互作用,从而引起地震。

这些差异运动可能使块体之间发生“追尾”、“分离”、“摩擦”三种情况。

汶川地震是属于明显的“追尾”运动。2008年5月l2日四川汶川8.0级地震发生在龙门山断裂带上,龙门山断裂带以西是青藏高原块体,东边是与华南地块相连的四川盆地。青藏块体地壳厚,质量重,而四川盆地地壳薄,质量轻。地球自西向东自转时,青藏块体与四川盆地之间的相互作用可能出现两种情况:一种是地球自转加速时,质量轻的四川盆地比质量重的青藏块体跑得快,两个块体之间的作用减弱,作为两个块体结合地带的龙门山断裂带上表现为松弛;当地球自转减速时,质量重的青藏块体由于惯性的作用使两个块体之间的作用加强,龙门山断裂带上推挤作用会增强。当减速到一定程度时,两个块体之间就会发生“追尾”,造成了逆冲型地震。

当地球自转加速时,西边质量重的块体与东边质量轻的块体之间会产生“分离”作用;当地球自转减速时,西边轻的块体与东边质量重的块体之间也会产生“分离”作用。这种情况会引起正断层型地震。

不管是地球自转是在加速还是在减速,只要是地球自转速率发生变化,质量不等的南北块体间都会发生“摩擦”。这种情况会引起走滑断层型地震。此次玉树地震就属于这类地震。

汶川地震时该块体收到的反作用力的方向,大约是北偏西72度。这个方向正好和汶川地震震中与玉树地震震中之间的连线几乎重合。另外据我最新查证,地球自转近期处于由原来的减速状态转为加速状态,巴颜喀拉地块与南边地块之间原本留有间隙,在地球自转加速过程中,青藏块体和扬子地块东西分离,青藏地块中的巴颜喀拉地块向西边回弹,巴颜喀拉地块比南边地块轻,导致碰撞,玉树就是汶川地震的板块回弹碰撞的着力点。

 

中国国家地理网:运动着的两个块体在发生碰撞后损失的动能,就是地震所释放的能量,地震的强度就是看两个块体接触面的大小和深浅?

陈学忠:没错。只要块体在碰撞时损失1平方公里地块的动能就要用100个8.0级地震来释放能量。

 

中国国家地理网:你新的观点与传统的理论差别在哪里,对地震预测和预报有什么新的意义?

陈学忠:这个观点与传统的两大地震理论板块构造理论和弹性回跳理论都存在本质差别。板块构造理论可以成功地解释板块边界发生的强震,但对板块内部发生的强震很难解释。与弹性回跳理论之间也存在根本的差别,弹性回跳理论认为,震前在震源区会产生很高的应力,发生很大的应变,从而积累很高的应变能。在这个过程中,会出现明显的地球物理异常现象。实际上,很多大地震前都没有观测到这样的异常现象。

我的观点认为,地震释放的能量来自于块体的动能,震前震源区不需要积累很高的应变能,所以,震前可能不会出现显著的地球物理异常。如果地震发生前,两块体曾经发生过“亲密接触”,这个期间可能出现地震活动或其它地物理异常。一般来说,地震发生前,这种“亲密接触”造成的块体之间的作用是比较强的,鸿博娱乐场:可以预期在震前会出现明显的地震活动和其它地球物理异常。但这种异常可能只出现在块体之间“亲密接触”期间和相应的局部地区。

在大地震前一般会在块体之间发生“亲密接触”,正式这种“亲密接触”为我们实现地震预报提供了机会。当块体之间发生“亲密接触”时,可能会引起地震活动异常和一些地球物理异常现象,对这些异常的拾取,无疑对地震预报具有现实意义。

 

中国国家地理网:你提出与的新观点可以说挑战了传统的理论支柱,在地震和地质研究领域,这个观点有被大家接受吗?

陈学忠:实话实说,这个观点外行容易理解,容易接受,但在专业从事地震研究的队伍里却不受“待见”。但我想新的理论和观点都需要一段时间,这么多年都是在两大理论支柱下进行的,大家很难从这个框里跳出来。我也在想,全世界这么多高水平的专家,研究地震这么多年,却一直没有新的突破,可能是地震专业研究100多年的基本点就是错的。地震研究确实是一个世界难题,很多现象找不出因果关系和规律性,但无论如何,最基本的应该对路,就像看病,病因一开始就没有分析对,在这个基础上做研究,结果可想而知。

 

专家介绍:

陈学忠,男,1963年8月出生,博士,研究员,曾任实时地震学与地震预测研究室(四室)主任。1986年7月硕士毕业于国家地震局兰州地震研究所 。1986年至1991年在地震局地震技术专科学校从事教学工作,1991年考取地震局地球物理研究所博士研究生,其间主要从事以地震活动性资料和地震波资料为响应的加卸载响应比理论研究。1995年11月博士毕业后在地震局分析预报中心从事地震分析预报与研究工作,内容涉及加卸载响应比理论、地震活动性、前兆时空非均匀性、地震大形势预测研究等。2001年9月起至今在地震局地球物理研究所,从事地震学与地震预报研究工作。工作内容主要包括地震大形势研究、区域地震趋势研究、数字地震学在地震预报中的应用研究等。

(来源:中国新闻网 采访整理:雷永青  责任编辑:达芹)

 

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