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【转贴】许绍燮院士谈大尺度地层运动的启示
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按：地震预报实际上是一个系统的工程，没有那一个学科可以单独完成这个艰巨的任务。究其原因，可能在于我们对地球内部物质、结构的知识极其贫乏，我们用于研究的资料和理论基础都是一些传统的认识。 从地震预报的两大技术系统来看包括构造系统和前兆这两大块，其中的构造系统由于人们所能达到的深度最大不过十几公里，目前的认识还远远不够，复杂程度超乎想象，但对于中长期预报来说还是较为可靠。从目前的前兆研究来说，通过地表现象（应力应变测量）来推断大震的发生存在着很大的障碍所以（资料时间短，无法判断其阀值和临界值）。我们需要把眼界放宽，探索不同的思路，比如许绍燮院士已经把眼光放到了地壳之外，将来的研究重点可能会转向天空，为我国的科技发展提供新的思路。这对于地震系统以外的科学家来说可能是一个机遇。 寻找新的突破点，把它变成热点，这对于我们来说是创新的开始和目的。 科学时报：许绍燮院士谈大尺度地层运动的启示 科学时报 2008-6-2 作者：王静 “汶川地震没有预报已经是一个事实。作为地震学家，现在需要思考的首要问题仍然是地震究竟能否预报，紧接着的问题是汶川地震有没有可能预报。”中国工程院院士许绍燮5月26日对记者说。 大尺度地层运动与大地震 “自地震预报研究至今，地震学家长期以来主要从微观尺度根据已发生的地震在震源机制、岩石破裂过程、地震前兆等方面开展研究。尤其是中国，在这些方面比其他国家更有收获。这没有错，但地震预报问题一直没能解决，目前的预报成功率约为30%。显然，这样的概率离人们的期望很遥远，甚至难以接受。地震预报研究40余年了，如今地震学家们或许应该在研究思路和策略方面作些拓展，从更广大的范围研究地震，有可能为地震预报找到一条新途径。”他在接受记者采访时说。 许绍燮发现，千公里尺度的地层，也就是全中国地层甚至整个亚洲地层，可在瞬间发生整体浮动，这种现象没有任何一位地震学家曾料想到。 他讲解说，地震学界很早就注意到，在油田，人们经常能看到井管被错断的现象。这种现象表明，地层内的分层间是可以产生相对运动的，其运动规模一般在层深百米级左右，面积跨度为公里级，运动的时间以年计算，地震学家称之为准静态规模。但在最近5年中，许绍燮的研究小组发现，在地层层深达10公里级处，相当于浅源地震震源的深度，展布面积为数千公里的洲际尺度上，地层运动显示出瞬变时间，可以时、分、秒计算。如此巨大的层块、如此快速的运动，其所涉及的能量相当惊人，值得地震预报研究给予关注。 他告诉记者，2001年11月14日，昆仑山发生了8.1级地震。这是一个只有少量人口的地区，大部分人不知道这次地震，但这次地震是地震学家高度关注的事件。许绍燮是其中之一。他调出了全国各地地震台网监测的历史记录，并进行了仔细深入的探讨。 他让记者坐在了他的计算机前。他点击几下鼠标之后，屏幕上出现了幻灯演示文档《大尺度地面监测应用》。在这个文档里，主要是一些弯弯曲曲的黑白波纹。许绍燮非常认真地指着这些波纹说，2001年11月5日这一天18时，中国各地地震仪呈现出很有价值的记录。 “看见了吗？在1小时之内，地脉动造成的地面运动，格尔木与高台的记录是，它们的垂直方向波呈现反向波动，而呼和浩特与黑河的记录是，垂直方向波呈现同向波动。这种波纹的出现，必须是这两个地方的地层既能同时向一个方向运动也能向反方向运动。也就是说，格尔木与高台的地层，呼和浩特与黑河的地层可同时浮动。”他说。 他进一步解释，“试想一下，船舶靠岸时，船体会与泊船之间产生巨大的摩擦，从而迸射出火花。为了防止这种摩擦，通常船沿上配备了许多轮胎。然而，再大的船只若与地球地层比，几乎可以忽略不计。那么，巨大的地层在出现上述瞬间运动时，若相互间产生摩擦错动，从而爆发大地震又有什么稀奇呢？” 许绍燮由此推断，整体的大尺度地层运动时产生大地震可能性极大。 他说，“自然界瞬时内就能在广阔的地域中启动如此快速运动的动力，有可能为认识地震发生过程提供新的思路，它也为应对地球构造动力的认识提供新的启迪。” 大脉冲波暗示磁电参与地层运动 在随后的研究中，许绍燮还发现大脉冲波是磁电的“影子”。 他介绍，昆仑山地震前，中国地震局布设于高台、呼和浩特、武汉、沈阳、成都、广州、和田、泰安和格尔木的9个超宽频带数字地震仪——JCZ仪器，同时监测并记录到一个大脉冲波。其中，格尔木记录的时间是2001年11月6日格林威治时间01点51分57.4秒，呼和浩特是当日01点51分58秒，它们之间只差0.6秒。高台与成都仅相差3.2秒；泰安与黑河之间只差1.1秒；和田与广州之间只差3.5秒。如此遥远的距离，地震仪同时记录到同一个波型，自然界只有30万公里/秒的电磁波能够达到这样的速度，其他波，如声波、应力波之类不可能有这样的传递速度。 许绍燮进一步推断：磁电参与了地层的运动。 他说，“这样的大脉冲波，在以往地震仪器记录的历史资料中不曾有人注意。我也是花了多年时间才在地震资料中发现这个现象的。” “地球不同分层控制着不同的地震震级事件。”这是许绍燮的第三个推论。 他说，自古至今，中国大陆内部高震级地震大多集中在距离地面10～25公里深度范围内，强烈地震在浅于10～15公里层很少发生，在深于25或30公里层面，也很少发生。同时，与地震在垂直方向非常局限相对应的是，强烈地震在水平方向的扩展却极为广阔，经常千百公里连绵不绝。强烈地震在分布范围极广而深度并不厚的薄壳中发生。这种薄壳结构受力后很容易屈曲变形，其屈曲变形波控制着地震分布地点与地震震级。 许绍燮是怎样发现大尺度地层在瞬间运动的呢？ 他从办公室书架上取出了3本厚厚的资料夹，边查边指给记者看自己发表的论文。他说，“1980年，我研究北京周边地质结构与地层屈曲的关系，发现华北的地震与西南的地震有一定关联。地震之间的间隔距离呈现5～10度，也就是约500～1000公里的秩序，其大部分地震之间的间隔在550公里左右。由此，我开始考虑大尺度地层与地震之间的关系问题。” 颤震与地震预报 “所有研究工作的最终目的是预报地震。”许绍燮指出。 他点开PPT一页新的图形说，“昆仑山地震研究显示，地震有前兆。在地震仪的记录中，2001年11月14日发生主震前4天，即11月10日，格尔木台记录到地层发生过颤震。颤震波形图与主震图形惊人地相似，表明它们的动力过程相似，从而应可证明地震具有可预测性。” “汶川地震是否也有诸多大尺度的现象呢？”记者问。 “汶川地震也存在着大尺度的证据。从地球上7级以上地震分布情况看，汶川地震分布于各方向地震带的一个广大空白交汇点。这让我想起玻璃的崩裂，当周边都出现裂纹后，如果继续用力，其中心点势必破裂。人们知道，地震现象的复杂性在于一个个地震并不十分相同，什么是它们间的普适性或者共性，这不是几天可以完成的研究。”许绍燮没有给出肯定的答复。 他最后说，“地震预报很难、很复杂，但这不意味着可以放弃。我们前40年钻进去了，现在可能需要在更加广阔的视野中探求地震发生的规律。” [ Last edited by ewigkeit on 2008-6-27 at 17:41 ] |
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