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热度 2 qsqhopeiggcas 2018-8-14 10:18

级联效应（ Cascade effect) 是由一个动作影晌系统而导致一系列意外事件发生的效应，类似于多米诺骨牌效应。参见： http://www.baike.com/wiki/%E7%BA%A7%E8%81%94%E6%95%88%E5%BA%94 备注：图片来自网络，无商业目的，在此致谢。一、引子今年愚人节，我写过一篇题为《科研，应避免出现 “ 张冠李戴 ” 式的错误》的博文【 1 】，讲述了一个关于自组织临界性（ SOC ）的故事。该文从 SOC 概念出发，通过比较沙堆模型与岩石破裂模型的差异，说明同一个概念用于不同对象时，应区别对待的道理。该文侧重的是逻辑推演，本文则聚焦于事实论据。 1997 年， Geller 等人【 2 】基于全球地震活动区震级 — 频次统计关系服从幂律分布的认识，在不少童鞋心目中具有高大上地位的《 Science 》杂志上发表文章，认为 “ 地球处于自组织临界（ SOC ）状态，任何小地震有可能级联性地发展成大地震。 ” 该认识与地震们的实际表现相符吗？本文将基于震例分析给出解答。对地震感兴趣的童鞋大概知道一句俗语“小震闹、大震到”。其实呢，这个事儿并不靠谱。大家晓得，地球每年发生数量众多的小地震，而发生的大地震（ M ≥7.0 ）却屈指可数。如果这事儿靠谱，同样大地震的数量就会好多哦，但事实不然。具体到一个地震区而言，如从一次大地震（如 M 7.0 ）发展到另一次大地震（如 M 7.0~7.5 ） , 之间不但会发生多次小地震、中强地震，还会发生强震。通常小地震后会跟随小地震，偶尔会有中强震，极其罕见的情况下会跟随大地震。因此，根据小地震猜测大地震的发生，虽命中的概率极低，但和买彩票一样，偶尔也有猜中的情况，如在 1975 年 2 月 4 日海城 M S 7.3 地震前，在其震中附近曾发生一次 M S 4.6 地震（海城地震前几小时，“事后”才知道的前震）。如上所述，这样的情况罕见，依靠“小震闹”，预报“大震到”的所谓“成功”案例，难以复制。众所周知，如果是科学的认知，则必须能“复制”。记得有人说过“ 提出一个观点很容易 , 但是要证实这个观点很难。 ”这就是说，任何观点如果成立必须得到实例的支持，否则可能沦为“空谈”和“空想”。下面，咱举一个具体的例子，说明小地震和大地震的关系。二、震例分析以昆仑山口西地震区（图1）为例，该区已发生了 3 次标志性地震，即 1924 年 7 月新疆 M S 7.25 双震、 1973 年 7 月 14 日西藏 M S 7.5 地震与 2001 年 11 月 14 日青海昆仑山口西 M S 8.0 地震（图 2 ），这些地震的孕育规律与震级约束关系遵循着孕震断层多锁固段脆性破裂理论。可看出， 1997 年西藏 M S 7.3 地震是第 2 锁固段发生宏观破裂前的 1 次显著前震，该震发生后地震区处于临界状态，直至 2011 年才发生 M S 8.0 地震（图 2 ），滞后约 4 年，期间曾发生诸多低于 M S 5.6 （ M v = M S 5.6 ， M v 为最小有效性震级，用之可最大程度地提取锁固段破裂事件）的小地震和中强地震（图 3 ），其中最大一次地震为 1998 年 1 月 13 日西藏 M S 5.4 地震，显然这些地震均能引起应力涨落，如果这些涨落均能在短时间内引发孕震系统发生“级联式地雪崩”，那么该地震区在此期间会发生多次大地震；此外，在长达约 4 年的时段潮汐效应也能起到扰动触发作用，该地震区应在达到临界状态后不久发生大地震。然而，事实并非如此。由此可见，对于大尺度锁固段而言，即使其处于临界状态，微小的扰动并不能导致其发生 “ 雪崩 ” ，我们推测这种滞后现象是由于断层的粘滞效应所致，与扰动无关。再者，小地震不一定是由于锁固段破裂导致，也可能是大量的非锁固段（相对软弱介质）破裂事件，对特定地震区进行数据处理时，应通过最小有效性震级 M v 剔除这类地震，而不必考虑之。事实上，一次标志性地震发生后，需要发生一系列中间过程地震（大大小小的预震）事件，直至监测 CBS 值满足临界值时才能发生下一次标志性地震，即标志性地震的孕育过程受确定性规律支配，期间不存在级联效应。看出来了吧，即使某孕震系统（地震区）处于临界状态，小地震与中强地震都不能级联式地引发大地震（标志性地震）的发生， Geller 等人的认识錯矣！图 1 昆仑山口西地震区地震构造图图 2 昆仑山口西地震区 1924.7.3-2015.11.21 之间 CBS 值与时间（ t ）关系（数据分析时选取 M S ≥5.6 （ M v = M S 5.6 ）地震；误差修正已被考虑）（箭头所指为标志性地震）图 3 昆仑山口西地震区 1997.11.8-2001.11.14 间 M S - t 图三、结论我们所划分的全球 62 个地震区 ] 覆盖了世界两大地震带 —— 环太平洋地震带与欧亚地震带，相关震例分析均表明：相邻两次标志性地震之间的历时通常为数十年或数百年，这是一个长期或超长期过程，而不是一个瞬态过程，该过程中标志性地震的发生遵循确定性规律，并不存在小地震直接导致大地震（标志性地震）的级联效应。一篇论文的观点是否正确，仅与作者当时的认识水平以及编辑和审稿专家的科学鉴赏力有关，而与发表的杂志档次无关。因此，即使发表在 CNS 杂志上的论文，也不能认为是“真理”的化身，童鞋们不必对此盲目迷信和崇拜，应牢记质疑与批判是科学精神的重要组成部分。只有经得住实践或时间检验的认识，才是正确的客观认识，也是“早发表晚评价”的内涵所在。参考【 1 】科研，应避免出现 “ 张冠李戴 ” 式的错误 http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-1106804.html 【 2 】 RJ Geller ， DD Jackson ， YK Yan ， F Mulargia , 1997. Earthquakes Cannot Be Predicted. Science , 275(5306):1616-1617.

个人分类: 科普|13853 次阅读|12 个评论

晋东北地震区小地震的“全面开花”是否是强震临震前的标志？

热度 2 qsqhopeiggcas 2012-11-29 14:15

在我们命名的晋东北地震区，今天在大同发生一个 3.1 级的地震事件（见表1）。前不久 11 月 20 日，在该地震区张北曾发生过一个 3.2 级的事件。根据我们的预测分析，该地震区将在大同阳高 - 河北张北间，有一个 6.4-6.8 级的强震发生。该地震区以今年 3 月 5 日发生在张北的 3.1 级地震为标志，进入了临界状态。进入 8 月份以来，在该地震区内小地震事件频发，且呈现“全面开花”的趋势，即小地震不仅集中在某个小区域“重点进攻” ，而且在大区域内“全面进军”（见表 1 ）。这是否是某些地震区强震临震前的地震活动性前兆呢？我看是！是否如此？待强震发生后，再下最终结论不迟。表 1 2012-11-23-2012-11-29 日发生在晋东北地震区的地震事件发震日期发震时刻纬度 (°) 经度 (°) 深度 (km) 震级事件类型参考地点 2012-11-29 08:47:03.2 40.0 113.2 5 Ms3.1 天然地震山西省大同市市辖区、朔州市怀仁县交界 2012-11-27 03:06:12.1 39.62 113.05 7 ML0.8 天然地震山西应县 2012-11-26 20:39:15.0 40.20 112.59 4 ML1.4 天然地震山西右玉 2012-11-26 06:05:55.0 39.68 113.68 6 ML1.0 天然地震山西浑源 2012-11-26 01:12:24.0 40.69 115.18 7 ML1.2 天然地震河北宣化 2012-11-24 21:54:09.9 38.56 112.74 7 ML0.1 天然地震山西忻州 2012-11-24 19:29:30.0 38.34 112.02 6 ML0.6 天然地震山西静乐 2012-11-24 10:33:41.9 39.72 114.95 9 ML1.6 天然地震河北蔚县 2012-11-24 03:05:11.4 39.98 112.44 7 ML2.3 天然地震山西右玉 2012-11-24 02:31:42.9 39.99 112.44 5 ML1.6 天然地震山西右玉 2012-11-23 01:33:49.6 40.61 114.90 6 ML0.7 天然地震河北宣化数据引自： http://data.earthquake.cn/datashare/globeEarthquake_csn.html 参考秦四清，关注张北 M3.2 级地震 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=634425 秦四清，关注近期发生在张家口附近的小震群事件 http://blog.sciencenet.cn/blog-575926-608188.html

个人分类: 科研随想|3258 次阅读|4 个评论

昨天在我国发生的小震事件与红月亮有关吗？

qsqhopeiggcas 2011-12-13 10:56

昨天一天内，我国五次地震连发，迅速成为了网友们热议的话题。“2012来了”，“都是月全食惹的祸”，中国地震台网中心研究员、首席预报员孙士鋐指出：此前有科学家认为，从理论上讲，月全食对地震有一定的触发作用。但从地震实际发生的统计看，在月全食发生时，地震频发或者地震增强都没有明显的现象，此次的地震和月全食并没有关系。我在博文《简论潮汐组合与地震的关系》中指出：断层运动的力源分为内营力（地幔对流等）和外营力（潮汐等），在孕震系统远离临界状态时，断层运动的驱动力主要受控于内营力；当孕震系统处于临界状态时，潮汐组合起到扰动触发作用，通过涨落达到有序（失稳），即起到最后一根稻草的作用。以下图为例，换句话说，当孕震系统（小球）处于状态 A 时，断层运动的驱动力主要受控于内营力，即潮汐组合对孕震系统稳定性的影响可以忽略不计；当孕震系统处于临界状态 B 时，受扰动（潮汐组合）的影响，系统失稳，大震发生。用通俗的话讲，小地震与某些中级地震一般属于随机事件，与潮汐组合（如红月亮）无关，而某些中强震事件则与之有关。如果这些中强震是 preshock 事件，也与潮汐组合无关。因此，孙士鋐研究员的说法“昨天的小震和月全食并没有关系”是正确的。参考秦四清，简论潮汐组合与地震的关系 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=516651 以下引自： http://www.cqcb.com/cbnews/gngjnews/2011-12-13/492962.html 我国昨日连续发生 5 起地震专家称与红月亮无关晨报讯（记者韩娜）昨天一天内，我国五次地震连发，虽然不是发生在同一个地方，但仍然引发了公众的热议。中国地震台网中心研究员、首席预报员孙士鋐指出， “ 三级多的地震公众无需担忧，这类地震专家们甚至都不会关注 ” 。五次地震连发，迅速成为了网友们热议的话题。 “2012 来了 ” ， “ 都是月全食惹的祸 ” ，种种猜想扑面而来。 “ 事实上，我国每年三级以上的地震要发生几百次甚至上千次，是一种常见的地震现象。一般来说，在发生这个震级地震的地区，人们不会有明显的震感 ” 。孙士鋐说，对于这种经常发生的普遍现象， “ 我们平时根本不会去关注的，公众完全没有必要多虑。 ” 三级地震不是警戒线，孙士鋐说，如果 “ 一天内，多个地区发生 5 级以上地震 ” ，大家就要引起注意了。他解释说，这一级别的地震就很可能对人们造成灾害损失，严重的情况还要立刻启动应预案。由于前两天刚刚发生了月全食，人们猜测是 “ 红月亮 ” 带来了地震。对于地震和月全食的关系，孙士鋐指出，此前有科学家认为，从理论上讲，月全食对地震有一定的触发作用。但从地震实际发生的统计看，在月全食发生时，地震频发或者地震增强都没有明显的现象，此次的地震和月全食并没有关系。五次地震地点时间震级震源深度河南省焦作市孟州市和沁阳市交界 2 时 15 分 3.1 级 5 公里甘肃省酒泉市阿克塞哈萨克族自治县 7 时 08 分 3.7 级 3 公里新疆维吾尔自治区喀什地区伽师县 7 时 51 分 3.6 级 8 公里河北省唐山市市辖区和丰南区交界 9 时 42 分 3.2 级 5 公里四川省凉山彝族自治州木里藏族自治县 17 时 56 分 3.3 级 12 公里

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