登高望远分享 http://blog.sciencenet.cn/u/qsqhopeiggcas 天马行空,寻求真谛

博文

重新认识构造地震

已有 1768 次阅读 2022-9-30 17:46 |个人分类:建言献策|系统分类:科研笔记

估计不少网友一看到这个题目,立马会有这样的疑问:诸多大咖搞构造地震(以下简称为地震)已好多年了,难道还没认清地震的基本脾气秉性——诸如地震产生机制、规律、行为?你论及此,莫非想装牛13?呵呵。

其实,即使我装聋作哑,学界对此也有自知之明,在此仅列举一二。譬如,美国国家研究理事会(NRC)提出了地球科学2020-2030的优先研究问题,其中第4个是:“What is an earthquake?”;德国地学家 Bormann说:“在研究了多年地震预报后,科学家惟一了解的事情是,其实什么都不了解。”这意味着,历经多年的探索,大咖们对地震的基本脾气秉性知之甚少,更遑论地震的预测预报啦。

那么,问题究竟出在哪儿?

大咖们通过观测早就知道,绝大多数地震与断层相关。为此,大咖们主要聚焦于断层行为研究,这无疑是正确的方向。然而,断层的运动方式与孕震能力严重依赖于断层内的介质;若忽视介质的力学属性和行为,则会从源头上误解地震。

我简明扼要地捋一番。若断层内介质为软介质(断层泥),因其在一定的温压条件下呈现应变硬化行为(图1),则断层运动表现为稳态蠕滑或无震滑动;若断层内含有硬介质——锁固段,则由于其能积累足够能量且以某种方式释能从而产生地震。这些是基于大量岩石力学实验结果总结出来的正确认识。   

断层泥摩擦实验(王泽利等,2004

回头看,过去几位洋大咖提出的地震产生机制学说,如弹性回跳和黏滑学说,如果成立,必然要求断层内含有硬介质,否则断层只能呈现如上所述的无震滑动。然而,在构造加载下硬介质破裂就会地震,这是产生地震的最简单机制,已得到大量岩石力学实验和观测结果的支持;由此而论,所谓的弹性回跳和黏滑机制学说是冗余的,根据奥卡姆剃刀律,其应被剔除。那么,为何不少大咖长期把这两种学说奉为圭臬呢?究其根源,皆是缺乏深度思考惹的祸。

前人也提出过岩石破裂致震机制学说,但出现了严重误解——通常主观地认为岩石仅在断裂点(峰值强度点)发生一次地震。这种认识对均匀介质,如松香和玻璃,是正确的;然而,岩石是非均匀介质,在断裂点前后会发生多次地震,只不过在断裂点发生的地震较大而已(图2)。


 2 不同非均匀程度材料破坏的声发射序列(改自Mogi1962))

(室内受载岩样破裂称为声发射——模拟地震,而地球岩石破裂则为天然地震)

此外,以前的地震研究仅盯着某条断层(带),而未解决哪些断层存在相互作用或哪些地震存在关联性的问题,这也是长期拎不清地震周期、地震类型(预震、前震、主震、余震)、地震演化规律等的又一大原因。

在长期误解地震产生机制和无法界定地震关联性的情况下,地震科学研究必然会停滞不前,这也是NRC之所以提出要重新研究“什么是地震?”这样问题的由来。诚然,这些都是地震科学的基础问题;由此看出,攻克基础问题对推动地震科学的健康发展是何等的重要啊。


3 锁固段破裂产生的地震序列和标志性地震演化规律示意图

幸好,我们已攻克了这些基础问题,且进而解决了地震演化模式、地震演化规律(图3)、主震与前震判识等一系列更难的基础和应用问题,统一了以前的地震产生机制学说,创立了公理化的多锁固段脆性破裂理论,提出了配套预测方法。我们知道,科学发展具有阶段性的特征,即目前谁的理论与实际相符,就应以谁的理论作为主流理论,并把之用于指导实践和和下一步科学研究,直至更好的理论出现。目前,只有多锁固段脆性破裂理论能很好地反映地震的脾气秉性,且前景可期,故有关部门应打破门户之见,突破学科壁垒,把其作为指导防震减灾的主流理论使用,以取得防震减灾实效。

关于该理论与配套方法的主要研究进展以及我们对地震行为的主要认识,可参见附录,在此不再赘述。

参考(略)

附录:

地震们要脸不?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1228253.html

如何厘定孕震构造块体和相应地震区的边界? 

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=575926&do=blog&id=1273015

科学探索之旅:寻找大地震前兆的艰辛历程

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1122732.html

寻找普适物理常数的一种途径

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1265503.html

如何理解地震周期?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1266410.html

地震能否被预测”是科学命题吗?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1134122.html

中国及其周边M≥8.0地震孕育过程分析大全

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1142222.html

全球M≥9.0地震是如何炼成的?

http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1141661.html

地震产生机制学说的统一

https://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1236927.html

什么样的断层会出现蠕滑/黏滑现象?

https://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1208302.html

为什么说弹性回跳机制是冗余的?

https://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1304850.html

Hongran Chen, Siqing Qin, Lei Xue, Baicun Yang, Ke Zhang, 2022. Universal precursor seismicity pattern before locked-segment rupture and evolutionary rule for landmark earthquakes. Geoscience Frontiers, 13(3). https://doi.org/10.1016/j.gsf.2021.101314

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S167498712100178X



https://m.sciencenet.cn/blog-575926-1357502.html

上一篇:施行博士学位论文盲审制不应一刀切
下一篇:真学者须有自己的学术标签

8 吴晓娲 吴斌 张学文 檀成龙 范振英 宁利中 杨正瓴 晏成和

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (7 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-12-3 20:46

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部