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吉林松原地震活动与珲春地震柱
热度 1 seisman 2019-6-19 21:07
吉林松原地震活动与珲春地震柱 陈 立 军 摘要: 本文根据相关地震目录资料的收集整理,采用地震地热说的原理和方法,讨论了珲春地震柱的地表图像、三维立体结构和地震子柱的初级模型以及该地震柱与我国东北地区和华北地区的壳内强震与火山活动的关系,并对吉林松原地区的中强地震活动与壳下地震的关系做出辨析,认为松原地区的地震活动值得极为关注,有可能成为判断珲春地震柱会否完全苏醒的重要标志之一。文章还就改善震源深度测定技术、提高对壳内地震与壳下地震分辨率的重要性做出建议和说明。 关键词: 地震地热说,珲春地震柱,壳内强震,壳下地震,火山 1 引言 2005 年开始的吉林省松原中强地震活动,发生在全球所划分的第 08 号中国珲春地震柱内(图 1 )。本文将阐释松原地震活动与该地震柱的关系。 壳内强震指发生在壳内的 6.5 或 7 级以上地震,其成因的解释五花八门,希望本文的解释,也能成为其中的一花或者一门。作者提出的地震地热说原理 ,解释过一些壳内强震的成因 ,也做过一些地震预测的试验与设想 ,似乎可以为人类的地震预测事业展现丝丝曙光。 图1 松原地震与珲春地震柱的位置图 2 资料整理 2.1 地震目录的选取 地震地热说的研究原理与方法,完全依赖于有高精度震源深度资料的地震目录。为此,本文采用从公网上获取并整理的 3 套地震目录 。其中包括: CEDC 统一地震目录, 来自国家地震科学数据共享中心( China Earthquake Data Center ) ,时段1965-2019.5,包含-0.1级以上共860,581条中国及周边地震记录 ,网址 http://data.earthquake.cn/data/datashare_tyml_query.jsp 。 ANSS 复合地震目录 (comcat),来自北加利福利亚地震数据中心( Northern California Earthquake Data Center ),时段1963-2019.5, 共计包括全球4 级以上地震 记录456,888 条。 网址包括 https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ 和 https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/#site-sectionnav 。 JMA 地震目录, 来自日本气象厅( Japan Meteorological Agency ),时段1997.10-2017.12,包含-0.1级以上日本及周边地区2,955,365条地震记录。网址 http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/bulletin/eqdoc.html 。 2.2 关于震源深度 关于地震震源深度的精度,可以从 ANSS 和 JMA 两个地震目录获得(图 2 )。这两个目录的深度测定误差具有很好的一致性。 ANSS 目录包含全球 4 级以上地震,大量地震的深度测定误差均在几公里的量级,个别偏远地区的深部地震误差可达 20 多公里。 JMA 目录的深度误差均在几公里的量级。 图2 震源深度测定精度实例 2.3 地震目录的适用性分析 珲春地震柱位于 114 ° -135 ° E , 35 ° -55 ° N 的地区,由不同地震目录所采集的地震数分档统计如表 1 所示。由表 1 可见: ( 1 )三个地震目录所描述的深源地震基本一致,最大深度约为 600km 。 ( 2 ) ANSS 目录的 4 级以上地震数量偏少, JMA 目录明显偏置,只宜参考。 ( 3 )鉴于目前地震目录的科技水平,地震地热说当前最为关注的是未来壳内强震活动的时间和地点,暂不考虑能量关系,因此不对相关地震集的震级 - 频度关系做过分要求。 表1 由不同地震目录所采集的珲春地震柱地震统计表 3 珲春地震柱的一般性描述 作者曾于 2011 年讨论过中国珲春地震柱 ,提供了地震层析图像依据,并展示了西北太平洋地震柱林立的图像。本文在此基础上作进一步的阐述。 3.1 珲春地震柱的强震与火山分布 珲春地震柱的强震活动与火山活动分布见图 3 。由图可见,深源强震发生在吉林珲春地区,其深度为 600km 左右,最大强度 7 级以上,三个地震目录基本一致。 震源深度 35km 以内的壳内强震,发生在由珲春向西南方向延伸的一个直线条带上,包括海城( 1975 年 7.4 级)、唐山( 1976 年 7.9 级)、邢台( 1966 年 6.8 级)和渤海( 1969 年 7.3 级)。无独有偶,长白山火山(最晚喷发于 1903 年 )也在同一条带之内。 由珲春向西北方向,则有黑龙江五大连池的火山(最晚喷发于 1776 年 )和近几年吉林松原地区的中强地震活动。 如此,一个珲春地震柱,便将整个东北与华北地区的壳内强震活动及火山活动全部串联起来了。 图中的壳下地震,指震源深度在 35km 以上的地震。 图3 珲春地震柱的地震与火山分布 (1965-2019.5,壳内地震M≥3.0,壳下地震M≥0,据CEDC地震目录) 3.2 珲春地震柱的三维立体图像 由 3 个地震目录所产生的珲春地震柱三维立体图像分别见图 4 、图 5 和图 6 。由图可见, 3 张图在 600km 深度图像极为相似,也都缺少 200-500km 的地震活动,因此作者曾经将其定义为潜在的地震柱。但是从上一节可以看到,该地震柱实际上仍在控制着近代的强震与火山活动,尤其深部地震比较活跃,因此应该处于半苏醒的状态。一旦完全苏醒了,火山也可能会回来。 由图还可以见到,珲春地震柱从地表到深部明显呈由大陆倾向大洋的态势。因此,珲春地震柱的活动与板块的俯冲之说无关。 3 个地震目录的区别在于 0 到 100km 左右深度的地震。图 5 和图 6 均可以见到 100km 左右深度的地震,而图 4 则止于几十公里之内,而且深度在 35km 以上的地震极少,说明 CEDC 目录对于壳内地震与壳下地震的分辨率是偏低的。 我们所需要得到的并非是震源的绝对深度,而是要从理论和方法上将 0-600km 深度的地震活动合理地离散开来。这样才是好的地震目录。在这方面,欧洲 - 地中海地震中心与日本气象厅在监测能力所及的范围内做得非常好 ,国内新疆地震局也做得很好 。美国的 ANSS 地震目录, 2004 年也经历过一次改造,尽管前后深度分布趋势基本一致,但明显提高了对于壳内地震与壳下地震的分辨率。这一切表明,全球不少地方的震源深度测定技术已经日臻完善。 对于珲春地震柱的完整描述,只能靠我们自己,国外的地震目录都是鞭长莫及。我们要学习这些好的经验,加强震源深度测定的理论与技术研究。 图4 珲春地震柱依据CEDC地震目录的三维立体图像 (1965-2019.5,M≥0.1) 图5 珲春地震柱依据ANSS地震目录的三维立体图像 (1963-2019.5,M≥4.0) 图6 珲春地震柱依据JMA地震目录的三维立体图像 (1997.10-2017.12,M≥0.1) 3.3 珲春地震柱的地震子柱 由 CEDC 地震目录所得到的环渤海地区和松原地区地震子柱的三维立体图像如图 7 和图 8 所示。 由图 7 可见,环渤海地区似乎包含邢台、唐山、渤海和海城等 4 个地震子柱。该图 1.0 级以上地震的最大深度 68km ,而 ANSS 地震目录 4 级以上地震的最大深度达 95km 。 图 8 显示目前松原子柱并不能成型,只有中强地震震源体的地震活动,几无壳下地震活动。 因此,这 2 张图还只能是这 5 个地震子柱的初级模型。 图7 珲春地震柱依据CEDC地震目录的渤海地区地震子柱初级模型 (1970-2019.5,M≥1.0) 图8 珲春地震柱依据CEDC地震目录的松原地震子柱初级模型 (1970-2019.5,M≥1.0) 4 松原中强地震活动辨析 松原地区( 122 ° -127 ° E , 43 ° -48 ° N )的 0 级以上地震深度时序图如图 9 所示。上图将地壳底线(图中绿色直线)画在深度 35km 处,图面上几乎没有壳下地震可言,下图将地壳底线移动到深度 20km 处,壳下地震与中强地震活动的关系就变得一目了然了。 上面说到我们的目录对壳内地震与壳下地震的分辨率偏低,这里就是明证。图9 表现为系统偏差。系统偏差就是方法性问题,是可以改进的 。 值得指出的是,图 9 下图 2014 年开始的壳下地震活动过程似乎并没有完结,需要引起有关方面的关注。松原地区靠近五大连池火山的方向,根据图 5 和图 6 推测,该地区的壳下地震活动可能与珲春地震柱柱体的地震活动有关,可能成为判断珲春地震柱会否完全苏醒的重要标志之一。 图9 松原地区地震活动时序图 (1990-2019.5,M≥1.0,据CEDC地震目录) 5 结论 本文根据 CEDC 、 ANSS 和 JMA 等地震目录资料的收集整理,采用地震地热说的原理和方法,对珲春地震柱的地表图像、三维立体结构和地震子柱的初级模型以及该地震柱与我国东北地区和华北地区的壳内强震与火山活动的关系进行了讨论,并对吉林松原地区的中强地震活动与壳下地震的关系做出了辨析,认为松原地区的地震活动值得极为关注,可能与珲春地震柱本体的地震活动有关,也有可能成为判断珲春地震柱会否完全苏醒的重要标志之一。文章还就改善震源深度测定技术、提高对壳内地震与壳下地震分辨率的重要性提出建议与说明,希望能引起人们的关注。 致谢 感谢中国国家地震科学数据共享中心 ( http://data.earthquake.cn/ ) 、美国北加利福利亚 地震数据中心(Northern California Earthquake Data Center)、日本气象厅( Japan Meteorological Agency )以及Smithson研究所 提供的数据支撑。地震目录编辑中,黎品忠高级工程师提供了选取多边形区域地震记录的算法与程序和双字节数据文件的读取方法,谨此特别鸣谢! 2019.6.19 初稿 参考文献 陈立军 (2000) 中国地震震源深度与强震活动状态研究 . 地震地质 , 22(4): 360-370 陈立军 (2012) 地震地热说原理与应用 . 内陆地震 , 26 (2), 108-122 陈立军 (2013) 地震柱的概念及其基本特征 . 华南地震 , 33 (1), 1-14 陈立军 , 胡奉湘 , 陈晓逢 (2013) 全球地震柱的地震层析成像证据 . 华南地震 , 33(4): 1-10 陈立军 (2015) 2013 年巴基斯坦 7.7 级地震与兴都库什的地震构造 . 内陆地震 , 29(1): 15-27. http://dx.doi.org/10.16256/j.issn.101-8956.2015.01.002 陈立军 . (2013) 青藏高原的地震构造与地震活动 . 地震研究 , 36(1): 123-131 Chen, L.J. (2016) Study on the Seismogenic Mechanism of the Earthquake Mw6.9 in 2014 in the Aegean Sea Seismic Cone. International Journal of Geosciences , 7, 669-684. http://dx.doi.org/10.4236/ijg.2016.75052 . 陈立军 (2016) 西北太平洋滨海地区的地震活动与地震柱构造 . http://dx.doi.org/10.12677/AG.2016.63024 陈立军 (2014) 中天山地区强震活动成因探讨 — 以 2012 年 6 月 30 日 新源 6.6 级地震为例 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-829373.html 陈立军 (2015) 内蒙古阿拉善左旗 5.8 级地震的前兆现象 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-882681.html 陈立军 (2012) 印尼 9 级地震的成因分析 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-571677.html 陈立军 (2011) 缅甸 7.2 级地震成因的探讨 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-426720.html 陈立军 (2011) 对日本 9.0 级地震成因的新解说 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-422577.html , 2011.3.15 陈立军 (2012) 日本 9 级地震与碰撞和俯冲无关 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-565201.html 陈立军 . 2012 年 0419 预测卡片 (3 年期 ) 的试验总结 — 地震地热说的壳内强震与火山预测方法介绍 . 自然科学 , 2015, 3(4): 147-164. http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2015.34019 Chen, L.J., Chen, X.F. and Shao, L. (2015) Method Research of Earthquake Prediction and Volcano Prediction in Italy. International Journal of Geosciences , 6, 963-971. http://dx.doi.org/10.4236/ijg.2015.69076 ; Chinese see: http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-920796.html 陈立军 (2015) 全球热机带和冷机带火山活动的比较研究 — 兼论对热机带火山预测研究思路的改进 . 地球科学前沿 , 5, 334-357. http://dx.doi.org/10.12677/AG.2015.55034 陈立军 (2016) 厄瓜多尔地震柱的构造与地震和火山的预测研究 . http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2016.43035 陈立军 (2019) 2008 年汶川 8 级地震成因的地震地热说解释 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-1185193.html 陈立军 (2011) 中国珲春地震柱的地震层析图像依据 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-506157.html Smithsonian Institution (2015) Global volcanism program. http://volcano.si.edu/index.cfm 王海涛 , 李志海 , 赵翠萍 , 曲延军 (2007) 新疆北天山地区 Ms ≥ 2.0 地震震源参数的重新测定 . 中国地震 , 23(1), 47-55 曲延军 , 李志海 (2006) 北天山地区部分中强震前小震震源深度变化特征 . 地震 , 26(4), 76-81
个人分类: 地震地热说|4669 次阅读|5 个评论
厄瓜多尔地震柱的构造与地震和火山的预测研究 文章索引
seisman 2016-8-18 14:00
厄瓜多尔地震柱的构造与地震和火山的预测研究 The Structure of Ecuador Seismic Cone and the Prediction Research of Earthquakes and Volcanoes 全文下载: PDF(5369KB) HTML XML PP.292-306 DOI: 10.12677/OJNS.2016.43035 下载量: 116 浏览量: 494 科研立项经费支持 作者: 陈立军 :湖南省地震局,湖南 长沙 关键词: 地震地热说 ; 地震柱 ; 壳下地震 ; 壳内强震 ; 火山 ; 厄瓜多尔 ; Seismo-Geothermics Theory ; Seismic Cone ; Subcrustal Earthquake ; Intracrustal Strong Earthquake ; Volcano ; Ecuador 摘要: 按照地震地热说关于壳内强震与火山预测的方法,本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录,Smithsonian Institution的GVP火山资料,对厄瓜多尔地震柱的地震活动与地震柱构造进行广泛研究,初步认为研究区内的地震柱构造结构表现为一种左手的手型结构,深源地震活动的韵律致使手型结构一张一弛,从而控制着地震柱的影响区内壳内强震与火山活动,火山喷发释放储能层的大量热能,壳内强震则力图疏通南美洲西北部的海沟,以保持手型结构活动的自由度。由于深源地震活动比地震柱构造影响区内的活动提前若干年,有足够的时间让人们做好心理准备。工作做好了,该地震柱内壳内强震与火山活动的预测便是可能的。厄瓜多尔地震柱构造虽然没有高精度的地震目录,但是构造结构单一,强震与火山活动的目标明确,也有某些成功预测的经验,因而具有优越的地震研究环境,值得人们关注。 According to the Seismo-Geothermics theory about methods of intracrustal strong earthquake and volcano prediction, the ANSS earthquake catalogue from the Northern California earthquake data center and the GVP volcano data from the Smithsonian Institution, and extensive study of the seismic activities and the seismic cone structure in the Ecuador seismic cone, the author of this paper preliminarily thinks that the Ecuador seismic cone represents a left-hand structure, which the alternate tension with relaxation caused by deep seismic activity rhythm controls the intracrustal strong earthquakes and volcano activities in the earthquake affected area of the seismic cone. The volcano activities release the large heat energy of heat storage layer and the intracrustal strong earthquakes are trying to clear the trench in northwestern South America to keep the freedom of activity of hand type structure. Because deep seismic activity is several years earlier than the intracrustal earthquake activities of cone affected area, there is enough time for people to prepare, which allows the prediction of strong earthquake and volcanic activity in the crust in the seismic cone possible. Although there is no high precision earthquake catalogue in the Ecuador seismic cone, it has a single structure and clear aims of strong earthquakes and volcanic activities, and a successful prediction example. So it is a superior earthquake research environment, and is worth our attention. 文章引用: 陈立军. 厄瓜多尔地震柱的构造与地震和火山的预测研究 . 自然科学, 2016, 4(3): 292-306. http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2016.43035
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西北太平洋滨海地区的地震活动与地震柱构造 文章索引
seisman 2016-6-29 07:45
网址: http://www.hanspub.org/journal/PaperInformation.aspx?paperID=17878 AG Vol. 6 No. 3 (June 2016) 西北太平洋滨海地区的地震活动与地震柱构造 Seismic Activity and Seismic Cone Structures in the Coastal Area of the Northwest Pacific Ocean 全文下载: PDF(21882KB) PP.214-238 DOI: 10.12677/AG.2016.63024 下载量: 14 浏览量: 97 科研立项经费支持 作者: 陈立军 :湖南省地震局,湖南 长沙 关键词: 地震地热说 ; 地震柱 ; 壳下地震 ; 壳内强震 ; 火山 ; 西北太平洋 ; Seismo-Geothermics Theory ; Seismic Cone ; Subcrustal Earthquake ; Intracrustal Strong Earthquake ; Volcano ; The Northwest Pacific Ocean 摘要: 按照地震地热说关于壳内强震与火山预测的方法,本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录和日本气象厅的震源月报,对西北太平洋滨海地区的地震活动与地震柱构造进行广泛研究,通过两套地震目录的对比,进一步印证和确立了研究区内的地震柱构造结构,表现为一种稳定的框架结构,仔细鉴别了鄂霍茨克地震柱、日本地震柱和台湾及琉球地震柱的多边形区域,并对中国珲春地震柱构造做出特别的论证,进而列举了若干应用研究的例子,包括2011年日本9级地震、2016年日本熊本7.3级地震、1995年日本阪神6.8级地震,台湾地震柱的活动性,以及相关地区的火山活动的态势与成因,台湾地震与九州地震的关系,等等,做出了全面的分析,同时介绍了一些预测的方法,对于研究区内的地震预测和火山预测研究都是有意义的,或许对全球也有用。地震地热说的原理与方法,以及地震柱构造的概念,提出多年了,作者一直致力于壳内强震与火山活动的预测思路研究,希望能对人类的防灾事业有所贡献。 According to the Seismo-Geothermics theory about methods of intracrustal strong earthquake and volcano prediction, by comparing the ANSS earthquake catalogue from the Northern California earthquake data center and the earthquake monthly reports from Japan Meteorological Agency, and extensive study of the seismic activities and the seismic cone structures in the coastal area of the Northwest Pacific Ocean, the author of this paper further confirms that the seismic cone structure in that area is a stable frame structure. This paper also identifies carefully the polygon regions of Okhotsk seismic cone, Japan seismic cone and Taiwan Ryukyu seismic cone, makes a special demonstration of the Hunchun seismic cone, China, and then studies the situations and causes of Japan earthquake Mw9.0 in 2011, Kumamoto earthquake Mj7.3 in 2016, Hanshin earth-quake Ms6.8 in 1995, the activities of Taiwan seismic cone, and volcano activities in related regions, and the relationship of seismic activities between Taiwan and Ryukyu. At the same time, this paper introduces some prediction methods of earthquakes and volcanoes, which are meaningful for the study area, and maybe for whole of the Earth. The principle and methods of seismo- geothermics theory, and the concept of seismic cone structure have been put forward for many years by the author, who has been committed to the ideas of prediction research of intracrustal strong earthquakes and volcanic activities, and hopes to be able to contribute to the disaster prevention for human being. 文章引用: 陈立军. 西北太平洋滨海地区的地震活动与地震柱构造 . 地球科学前沿, 2016, 6(3): 214-238. http://dx.doi.org/10.12677/AG.2016.63024
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爱琴海地震柱2014年6.9地震的孕震机理研究(中文版)
seisman 2016-5-23 17:47
爱琴海地震柱2014年6.9地震的孕震机理研究 陈立军 (湖南省地震局,湖南 长沙410004) 作者按:本文的英文版发表在 International Journal of Geosciences, Vol.7(5) 网址:http://www.scirp.org/Journal/PaperInformation.aspx?PaperID=66669 引用: Chen, L.J. (2016) Study on the Seismogenic Mechanism of the Earthquake Mw6.9 in 2014 in the Aegean Sea Seismic Cone. International Journal of Geosciences , 7 , 669-684. doi: 10.4236/ijg.2016.75052 . 这里的中文版与英文版一一对应。 摘要: 本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录和地中海地震中心的EMSC地震目录,按照地震地热说关于壳内强震与火山预测的方法,对地中海地震柱土耳其分支地震柱及其下列的爱琴海地震柱的地震活动性进行详细研究,通过图表和动画的再现,得出了2014年 5 月 24 日爱琴海北部海域6.9级地震的孕震过程与孕震机理,表明爱琴海7级左右强震的能量可能源自地幔深部的能量传递与积累,形成一个柱状活动体,然后以波动方式激励岩石圈,以寻 找到地表构造的薄弱部位,突发强震 。本文结果对传统的地震成因说打开了一道口子,或者有利于地震预测理论与预测方法的再研究。这个结果尚只有本文一个案例,需要更多的验证。本文对地中海地震柱土耳其分支划分的4个三级地震柱,给出了爱琴海地区初步的地震构造模式,将有利于希腊、土耳其、罗马尼亚和波兰等地区的地震监测与地震预测研究。目前全球的地震预测收效甚微,甚至趋向于不可认知论,创新思维才是唯一的出路。 关键词: 地震地热说,地震柱,土耳其,爱琴海,壳下地震, 壳内强震,孕震机理 1 引言 本文采用 北加利福利亚地震数据中心的(ANSS)4级以上地震目录和 地中海地震中心( EMSC )的 1 级以上地震目录,根据作者关于地震地热说的原理与方法 ,对地中海土耳其分支地震柱地震活动的空间分布与时间进程的分析,给出了爱琴海 2014 年 5 月 24 日 6.9 级地震的孕震过程。 迄今,人们通常认为,强震的孕育与发生是由于近地表的地质构造活动(断裂或褶皱)应变能积累所致。而且,不论是壳内强震还是深部地震皆如是,因此才需要俯冲带的假设,也才需要相变成因的解释。然而,本文的研究结果表明,强震的孕育可能源自上地幔活动的能量积累,壳内强震 的发生才 可能与近地表的构造有关。这一结果,为传统的地震成因说打开了一个小小的缺口,或许也能改变有关的地震预测理论与方法。 2 资料的选取与研究方法 本文针对土耳其和爱琴海的地震活动性研究,资料是局域的,研究方法则是全球性的,已经取得一些试验的例子 。 2.1 研究方法 本文所采用的研究方法系根据作者所提出的地震地热说原理与工作方法。 地震地热说原理认为,全球的强震活动与火山活动由地球上的热机带和冷机带两大构造系统所制约;热机带由 24 个已知的地震柱组成,控制着全球的所有中、深源地震和 92% 以上的壳内强震与 83% 以上的活火山,在全球呈 M 型展布,是全球地质灾害的能动带;冷机带主要沿大洋海底中脊出现浅源地震和少量火山活动,呈 W 型展布,表现为全球地质灾害的调整带 (图 1 ) 。 地震柱构造的概念( seismiccone ,曾被称为 seismiccylinder 或 seismic mantle plume )由一个或多个地震柱柱体复合而成,已知最大深度 740km 。单个的地震柱柱体构造由中、深源地震的震源体密集成倒立的圆锥体,具有独立的能动层(含恆热层)、储能层和影响区的耗散层,地震所标示的热能活动自下而上逐层驱动,由储能层内所积累的热能提供火山喷发的热物质和热能,或转化为壳内强震所需要的机械能,推动地表构造活动。 地震地热说的预测方法目前只适用于热机带。对于已知的 24 个地震柱,其工作方法是: 1) 收集相关地理范围内的地震与火山资料 2) 对地震资料的时空分析,鉴别地震柱构造的合理性及其内部单体构造的划分 3) 对壳下地震的时空分析,确定未来活动强度,可能的异常点和异常时段 4) 异常综合分析,确定火山喷发的可能性或者壳内强震的可能性 5) 地震成因分析与案例总结,改进地震地热说的原理与工作方法 图 1 地震地热说关于全球构造系统的概略图 Figure 1. Schematic diagram of global structural system bySeismo-Geothermics theory 2.2 资料的选取 本文研究范围为爱琴海及周边地区,局限于 19 号地中海地震柱的土耳其分支,即 30 °~ 55 ° N , 17 °~ 39 ° E 地区。 本文所采用的中强地震资料源自北加利福利亚地震数据中心的 ANSS 地震目录,可以获得 1963-2016 年 4 级以上的地震数据 11653 条。其中, 4.0 ~ 4.9 级 10726 个, 5.0 ~ 5.9 级 851 个, 6.0 ~ 6.9 级 72 个, 7.0 ~ 7.9 级 4 个。最大震级 7.7 级,最大震源深度 226km 。 本文所采用的微震活动资料源自地中海地震数据中心( EMSC )的 1 级以上地震目录。时间 2004.10.1 ~ 2015.10.1 ,共计 1 级以上地震 97536 个。其中, 1.0 ~ 1.9 级 4226 个, 2.0 ~ 2.9 级 62110 个, 3.0 ~ 3.9 级 28642 个, 4.0 ~ 4.9 级 2393 个, 5.0 ~ 5.9 级 150 个, 6.0 ~ 6.9 级 15 个。最大地震 6.9 ,最大震源深度 667km 。其中的 2.5 级以下地震显然监测不全 (图 2 ) ,但其空间分布仍然具有统计意义,因而未予剔除。 图 2 土耳其分支地震柱的地震重复率 Figure 2. The repetition rate of the Turkish Branch Seismic Cone 3 土耳其分支地震柱的地震活动性研究 地中海地震柱土耳其分支,简称土耳其分支地震柱,是全球 24 个地震柱中第 19 号地中海地震柱的二级分支 。 图 1 中包含了 1900-2014 年全球造成死亡 1000 人以上的地震 ,地中海地区的死亡地震最多。 图 2 中显示了 2004.10.1 以来地中海地区地震台网监测的可靠性。因此,本文着重研究土耳其分支地震柱的地震活动,或许有利于寻求地震预测的解决方案,也有利于增强该地区人类生命的安全感。 3.1 土耳其分支地震柱的中强地震活动性 根据北加利福利亚地震数据中心的 ANSS 地震目录,土耳其分支地震柱地震的地理分布和立体图像分别见 图 3 和图 4 。 由 图 3 可见,地震主要分布在地中海的北岸沿线一带。 这里是著名的地中海 - 喜马拉雅纬向构造带 。 爱琴海的周边,地震活动呈环状分布,与所罗门的环状分布一样,构成全球两大独特的地震构造景观。 由 图 4 可见,土耳其地震的空间分布,由震源密集体构成了一个个倒立的圆锥体,符合作者关于地震柱构造的概念 。 这些圆锥体由 50 多年的地震资料构成,图像是稳定的。 图 3 和图 4 资料表明,土耳其分支地震柱仍可细分为若干单体地震柱(详后)。 图 3 土耳其分支地震柱中强地震的地理分布 ( 1963.1.1-2016.3.2 , M ≥ 4 ) Figure 3. Geographicaldistribution map in the Turkish Branch Seismic Cone (Jan.1, 1963 –Mar.2, 2016, M ≥ 4) 图 4 土耳其分支地震柱中强地震的三维立体分布 ( 1963.1.1-2016.3.2 , M ≥ 4 ) Figure 4. The three-dimensionaldistribution map in the Turkish Branch Seismic Cone (Jan.1, 1963 –Mar.2, 2016, M ≥ 4) 3.2 土耳其分支地震柱的微震资料分析 根据地中海地震数据中心的 ESMC 地震目录,土耳其分支地震柱地震的地理分布和立体图像分别见 图 5 和 图 6 。 比较 图 4 和 图 6 ,其图面影像基本一致,说明这两套地震目录的编制原则基本一致。两套地震目录的区别在于地震观测的精度。 ESMC 地震目录的震源深度可达 600 千米以上,但并未改变圆锥体的位置与形状。 图 5 土耳其分支地震柱微震活动的地理分布 ( 2004.10.1-2015.10.1 , M ≥ 1.7 ) Figure 5. Geographical distribution map ofmicroseismic activity in the Turkish Branch Seismic Cone (Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015, M ≥ 1.7) 图 6 土耳其分支地震柱微震的三维立体分布 ( 2004.10.1-2015.10.1 , M ≥ 1.7 ) Figure 6. The three-dimensional distribution map of microseismicactivity in the Turkish Branch Seismic Cone (Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015, M ≥ 1.7) 3.3 土耳其分支地震柱的地震柱划分 由 图 3 、图 4 和 图 6 可见,土耳其分支地震柱又可以划分为爱琴海、土耳其、罗马尼亚和波兰等 4 个三级的地震柱。 图 7 采用微震资料的壳下地震( h > 35km )分布,来验证以上地震柱的划分,结果完全一致。 各个地震柱都具有单体地震柱的基本特征,具有独立的柱体和影响区 。 目前,爱琴海地震柱和土耳其地震柱的资料较为丰富,另两个地震柱则由于资料较少而只是初具雏形。 图 7 中虚线表示地震柱影响区的大致边界( 表 1 ),黄色箭头表示柱体的倾斜方向,或称本征剖面。本征剖面由地震柱的出地点指向深源地震活动区,贯穿柱体的轴心。顺着本征剖面切片,即可以画出真正意义上的、各个单柱体地震柱的唯一本尼奥夫剖面。本征剖面是地震柱构造的基本属性之一,离开所在的地震柱便失去其物理意义和构造意义。 对地震柱的详细研究,最好同时拥有 4 级以下微震的资料。然而,地中海地震数据中心起步较晚, 2004 年 10 月才向社会提供正式的地震目录,而且期间唯有爱琴海发生过 7 级左右的强震。 囿 于此,以下采用 ESMC 目录着重研究爱琴海地震柱的情形。 表 1 土耳其分支地震柱的地震柱划分( 2004.10.1-2015.10.1 ) Table1. The seismic conedivision of the Turkish B ranch S eismic C one (Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015) * 地震柱名称 坐 标 经度,纬度(°) 地震个数 最大震源深度( km ) 2004 年以来最大震级 1963 年以来最大地震 爱琴海 18,32-30,32-30,42.8--24,42.8-24,49-21,49-21,47-18,47 75573 667 6.9 6.9 土耳其 30,32-30,36-27,40-27,42-29,43-29,47-39,47-39,32 31225 650 5.9 7.7 罗马尼亚 23-29,42.5-50 2046 650 6 7.1 波兰 17-22,46-54 1063 650 4.7 5.1 图 7 土耳其分支地震柱的壳下地震分布及其地震柱的划分 ( 2004.10.1-2015.10.1 , M ≥ 1.0 ) Figure 7. Earthquake distributionand cone division of the Turkish Branch Seismic Cone (Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015, M ≥ 1.0) 4 爱琴海地震柱的地震活动研究 按照图 7 的地震柱划分,爱琴海地震柱的地理范围为 32 °~ 44 ° N , 18 °~ 30 ° E ,包含了爱琴海及其周边地区。该地区自 2004 年以来共发生 6.0 级以上地震 15 次,其中深度为 35km 以上的壳下地震 5 次,最大地震 6.9 级,是土耳其分支地震柱地震频发的地区之一( 表 2 ,图 8 )。由于该地区微震活动频繁,故以下以研究壳下地震活动为主。 表 2 爱琴海地震柱 6.0 级以上地震目录( 2004.10.1-2015.10.1 ) Table 2 . Theearthquake catalog of magnitude 6 or more in the Aegean Sea Seismic Cone(Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015) 日期 (yyyy/mm/dd) 时间 (hh/mm/ss) 纬度 ( ° ) 经度 ( ° ) 震级 (Mw) 深度 (km) 20060108 113453 36.31 23.25 6.7 60 20080106 051418 37.16 22.64 6.2 72 20080214 100922 36.57 21.75 6.9 30 20080214 120854 36.34 21.86 6.2 20 20080220 182707 36.47 21.71 6.2 26 20080608 122528 37.97 21.48 6.4 5 20080715 032635 35.96 27.86 6.4 60 20090701 093011 34.13 25.42 6.4 30 20110401 132911 35.54 26.63 6.0 60 20130615 161059 34.23 25.00 6.2 10 20131012 131154 35.56 23.31 6.4 47 20140126 135543 38.19 20.41 6.1 18 20140203 030845 38.26 20.32 6.0 2 20140524 092502 40.29 25.40 6.9 27 20150416 180744 35.03 26.81 6.1 30 4.1 爱琴海地震柱 2004 年以来的壳下地震活动 爱琴海深度为 35km 以上的壳下地震的地理分布见 图 8 。图中地震大致密集在两个条带。其中,玫瑰色的粗虚线 Ⅰ为人们通常定义的希腊弧,黄色的 粗虚线 Ⅱ为火山弧。按照壳下地震的分布形态,本文称 玫瑰色的细虚线 Ⅰ’ 为希腊前弧,黄色的 细虚线 Ⅱ’ 为火山前弧。 玫瑰色的粗虚线 Ⅲ为北安纳托利亚断裂的西段,在图中表现为火山后弧,因为 挽近期 的爱琴海火山活动都局限在 火山弧与北安纳托利亚断裂 之间的地区,而且越往南越新 ( 图9 )。火山活动与地震活动并存,是地震柱构造的基本特征之一 。 值得注意的是,四条虚线 Ⅰ、Ⅰ’、Ⅱ和Ⅱ’,一致性地汇聚在土耳其的罗德斯岛地区并向西偏北方向均匀撒开,显示这个火山区域,准确地说是爱琴海的中心位置,似乎存在着逆时针旋转的趋势。 关于这个问题,作者将有另外的文章进行讨论。 为了判别希腊弧和火山弧地震活动的差异性,本文划分了希腊弧区和火山弧区两个地块,统计其壳下地震活动的月频次(次/0.1a),列于 图10 。由 图10 可见,以2009年初为 节点 可分为前后两段。前期,希腊弧地块的月频次明显高于火山弧地块,后期则相反。希腊弧地块对火山弧地块月频次的比值前期明显大于1,后期则小于1。因此,前期在希腊的南部海域发生2008年2月14日的6.9级地震,后期则是在爱琴海的北部海域发生 2014 年 5 月 24 日 的6.9级地震,似乎可以以此图作为判别依据。由图可见,2008年的强震发生在月频次比的高值之后,而2014年的强震则发生在火山弧地块月频次的高值结束之后,也就是月频次比的最低值结束之后。 土耳其分支地震柱 2005-2015 年的地震深度随时间的时序图如 图11 所示。 由 图11 可见, 2014 年 5 月 24 日 的6.9级地震之前出现明显的壳下地震活动征兆,表现为2009-2010年自地下656km直上地表出现一组地震活动,然后则在220km深度以内跳动,直至6.9级地震发生。2008年2月14日的6.9级地震之前则看不到类似的深源地震活动,可能是因为缺失2005年以前的地震资料所致。 2009-2010年的深源地震活动发生在2008年6.9级地震一年以后,不可能是由于这个地震造成的深部活动。况且,2014年的6.9级地震以后的一年多内,也未见类似的深震活动。因此可以肯定这组深震活动表现为2014年6.9级地震的前兆。这个现象值得进一步研究。 图 8 爱琴海地区壳下地震与壳内强震的地理分布 ( 2004.10.1-2015.10.1 , M ≥ 1.0 ) Figure 8. The geographicaldistribution of subcrustal earthquakes and intracrustal strong earthquakes inthe Aegean Sea (Oct.1, 2004 –Oct.1, 2015, M ≥ 1.0) 图 9 爱琴海地区的火山活动 Figure 9. Volcanic activities inthe Aegean Sea region 图 10 爱琴海地震柱内希腊弧区与火山弧区壳下地震的月频次及其比值 Figure 10. Monthly frequency andits ratio of the subcrustal earthquakes of the Greek arc block and the Volcanoarc block in the Aegean Sea Seismic Cone 图 11 土耳其分支地震柱的震源深度时序图 ( 2005.1.1-2015.10.1 , M ≥ 1.5 ) Figure 11. Seismic focal depthsequence diagram of th e Turkish Branch Seismic Cone. (Jan.1, 2005 –Oct.1, 2015, M ≥ 1.5) 4.2 2014 年 5 月 24 日爱琴海 6.9 级地震前的孕震过程 自 2009 年 1 月 1 日至 2015 年 10 月 1 日爱琴海地区的壳下地震活动如 图 12 所示。 由图可见,火山弧地块的活动明显高于希腊弧地块的地震活动,壳下地震密集在火山弧的两端, 500km 深度以下的红色地震构成一个向西北方向开口的能动层 。 2008 年 1 月 1 日至 2015 年 10 月 1 日的爱琴海地震震源深度时序图如 图 13 所示。由图可见,自 2009 年爱琴海地震柱柱体的深源地震活动之后,于 2010 年、 2011 年前后、 2013 年之前和 2014 年之前在 220km 深度以内出现若干次的上下扰动 (岩石圈内的波动) 。这就如同在深达 600 多千米的柱体内进行了一次搅动,然后在近地表( 220km 深度以内)引起一连串的 涟漪 ,以便累积能量并寻找释放的突破口,最终选择了北安纳托利亚断裂的薄弱部位。期间内也曾在希腊弧地块中壳下地震较为密集的地区发生过 4 次 6 级多一点的强震,但是未能释放掉火山弧地块内的能量( 图 12 、图 13 )。倒过图像来看,这个过程就如同一场龙卷风一般,一场来自地幔深部投射到地表的地下风暴。 图 14 为 2009 年 1 月 1 日至 2014 年 5 月 24 日在 6.9 级地震之前的全部地震集合。将这张图分解为 0.1a 为一帧的动画,使得 5 年多的地震孕育过程浓缩到十几秒钟之内,其情形更为精彩: 2009-2010 年 600 多千米的深震柱子形成之后,便在 220km 深度出现多次 的波动 跳跃,直至强震发生。对于图 11 ,取土耳其分支 2008 年的地震活动为背景,自 2009 年以后做成动画,效果也一样,因为该时段内除爱琴海以外没有 7 级左右的强震活动。 然而,由于本刊不能接受动画出版,遂将动画放在作者的科学网博客,作为本文不可或缺的内容之一。 Link: http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-969802.html (点击可查看动画) 一个 600 多千米深的地震活动柱子,激起 220km 厚的地层内震荡,引起壳内构造的薄弱部位破裂而发生强震。 这就是 2014 年 5 月 24 日爱琴海北部海域 6.9 级地震前的孕震过程和孕震机理,表明强震活动的能量来自地幔深部的能量积累,地震发生时才需要寻找到地表构造的薄弱部位。 图 12 2014 年 5 月 24 日爱琴海北部海域 6.9 级地震的前兆地震分布 ( 2009.1.1-2015.10.1 , M ≥ 1.5 ) Figure 12. Premonition Earthquake distribution of the earthquake Mw 6.9 onMay 24, 2014 in the northern Aegean Sea (Jan.1, 2009 –Oct. 1, 2015 , M ≥ 1. 5) 图 13 2014 年 5 月 24 日爱琴海北部海域 6.9 级地震的孕震过程 ( 2008.1.1-2014.5.24 , M ≥ 1.7 ) Figure 13. The seismogenic process of the earthquake Mw 6.9 on May 24,2014 in the northern Aegean Sea (Jan.1, 2008 –Oct. 1, 2014 , M ≥ 1.7) 图 14 2014 年 5 月 24 日爱琴海北部海域 6.9 级地震的前兆地震集合 ( 2009.1.1-2014.5.24 , M ≥ 2.0 ) Figure 14. A set of earthquake precursors of the earthquake Mw 6.9 onMay 24, 2014 in the northern Aegean Sea (Jan.1, 2009 –May 24, 2014, M ≥ 2) 5 讨论和结论 5.1 有关问题的讨论与说明 为了完善本文的结论,特对如下问题做出讨论与说明。 1 )关于土耳其分支地震柱的地震柱再划分 图 7 给出了土耳其分支地震柱的地震柱再划分结果,容易引起人们的疑惑,要靠地中海地震台网今后的资料来加以验证。目前,至少爱琴海地震柱比较确定。爱琴海地震柱类似一个洋葱,情形较为复杂。初步看来,火山弧地块是葱心,希腊弧地块为葱皮,由图 6 、图 14 可见前者被后者包裹着,数据处理上难以剥离。 图 10 的结果显示二者可以独立活动又互为影响和干扰。在 2014 年火山弧地块的 6.9 级地震之前,当月频次比值很低时,如果出现月频次比值大于 1 的情形,就会在希腊弧地块的壳下地震密集区出现中强地震活动。这就表现了问题的复杂性。 土耳其地震柱深部地震资料不够充分,如果再发生如 1999 年那样的大地震,或许就改观了。罗马尼亚地震柱地表微震活动稀少,深部地震也少,但地表一来就是中强地震,主要与壳下的地震活动关系密切。波兰地震柱地震少,强度小,但对当地矿山安全影响大,值得关注。 可以肯定,这 4 个三级地震柱的深度都在 600 千米以上,只是因为地震数据不足而难以分别论述。 2 )关于地震柱柱体活动能量的大小 如 图 11 所显示的地震柱柱体活动,能量是否足以驱动壳内的 6.9 级地震?目前尚无法对此做出估量。但是有一点可以明确,深部地震活动只是深部能量传递与积累的表征。就如同烧开水,人们所看到的水泡上升与破裂只是能量的一部分,大部分的热能还在于看不见的对流、传导与辐射。 对于地震柱柱体深部的情形,比起烧开水就更加复杂得多。 3 )关于爱琴海地区的地震构造模式 本文给出了围绕爱琴海的 4 个三级地震柱,就是一个简单的构造模式。但是这里面还有更深层次的问题,比如爱琴海的中心位置是否存在构造上的逆时针旋转,目前所能收集到的证据尚不够充分。地学界所流行的模式是几个“板块”的拼合与碰撞,可以在强震过后做出一定的解释,但是好像很难解决地震的预测问题。 5.2 结论 本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录和地中海地震数据中心的EMSC地震目录,按照地震地热说关于壳内强震与火山预测的方法,对地中海地震柱土耳其分支及其下列的爱琴海地震柱的地震活动性进行详细研究,通过图表和动画的再现,得出了2014年 5 月 24 日爱琴海北部海域6.9级地震的孕震过程与孕震机理,表明爱琴海7级左右强震的能量可能源自地幔深部的能量传递与积累 ,形成一个柱状活动体,然后以波动方式激励岩石圈,以寻 找到地表构造的薄弱部位,突发强震 。 这是一个非常完美的例证,表明壳内强震是可以预测的。 本文结果对传统的地震成因说打开了一道口子,或者有利于地震预测理论与预测方法的再研究。 本文对地中海地震柱土耳其分支划分的4个三级地震柱,给出了爱琴海地区的初步地震构造模式,将有利于希腊、土耳其、罗马尼亚和波兰等地区的地 震监测与地震预测研究。这些地区拥有高质量的地震目录,只要按照图7的构造模式改换地震预测的思路,前景是乐观的。 本文的结果在其它地区很难实现,因为作者手头只拥有地中海和美国比较理想的微震活动资料。相比之下,中国地震目录资料丰富,但震源深度的精度欠佳,亟待改善。然而,在爱琴海所发现的这种强震的孕震模式,作者深信是可以由此及彼的。在其它一些 地震活动强度较高的地区,比如智利、汤加、菲律宾、印度尼西亚、日本、美国等地,采用ANSS地震目录或者当地的高质量地震目录,或许还能找到更多的例证。目前全球的地震预测收效甚微,甚至趋向于不可知论,创新思维才是唯一的出路。 致谢 本文感谢北加利福尼亚地震数据中心提供的 ANSS 地震目录( doi:10.7932/NCEDC )、地中海地震数据中心网页上提供的 EMSC 地震目录,同时感谢中国地震局离退办提供的老专家科研基金课题资助,编号 201601 。 参考文献 陈立军 (2000) 中国地震震源深度与强震活动状态研究 . 地震地质 , 22(4): 360-370 陈立军 (2012) 地震地热说原理与应用 . 内陆地震 , 26 (2), 108-122 陈立军 (2013) 地震柱的概念及其基本特征 . 华南地震 , 33 (1), 1-14 陈立军 . 2012 年 0419 预测卡片 (3 年期 ) 的试验总结 — 地震地热说的壳内强震与火山预测方法介绍 . 自然科学 , 2015, 3(4): 147-164. http://dx.doi.org/10.12677/OJNS.2015.34019 Chen,L.J., Chen, X.F., Wan, F.F., Li, P.Z. and Shao, L. 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2012年0419预测卡片的试验总结(网络版)
热度 1 seisman 2015-5-31 07:18
序:本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录,按照地震地热说关于壳内强震与火山的预测方法,总结了2012年4月19日关于全球主要地震柱未来3年活动趋势与活动地点预测(0419卡)的实况检验,并对预测方法进行介绍与讨论,认为该方法对于强震与火山活动背景以及大趋势的中短期预测是可行的,为此应改善覆盖地震柱的地震台网监测能力,加强对壳下地震活动的监测与研究。 陈立军 2015.5.31 0 前言 关于地震预测的理论,历来是单纯建立在地震构造或者构造体系基础之上,认为地震活动系地表构造运动的应变能积累所致 - 。作者根据地震柱的概念、地震地热说的原理和工作方法 ,采取美国北加利福尼亚地震数据中心的ANSS地震目录 ,运用壳下地震活动的动态与规律,于2012年4月19日向有关地震部门提交了3年期全球主要地震柱活动试验预测的卡片,简称0419卡。截止2015年4月19日卡片预测期满,于是作者在自己的科学网博客中公开了该卡片的内容 。 0419 卡片包括2个附件:一是《全球主要地震柱未来3年活动趋势估计》,一是《全球主要地震柱未来3年活动地点估计》。这两个附件给予了地震预测和火山预测一套全新的思路与方法,总结其试验预测的效能很有必要。 1 0419 卡关于全球主要地震柱活动趋势预测的检验 在0419卡片的预测期内,即2012.4.20~2015.4.20,全球共发生M6.0及以上地震425次。其中,发生在全球24个地震柱之内的387次,占总数的91.1%;发生在24个地震柱之外的38次,占总数的8.9%,而且基本上都发生在大洋之中(图1),于人类无害。因此,关注地震柱内的地震活动,才是地震预测的根本出发点。 表1为0419卡附件1关于19个主要地震柱活动趋势预测及预测检验的简表,省略了原件中的“历史活动时序图”。由表1可见,19个地震柱的活动各有强弱。3年来的实践表明,0419卡对各个地震柱活动趋势的预测基本正确,可以一一对应。欠缺的是:海地和西汤加等2个地震柱的火山活动估计过高,意大利和印尼西部火山未能预测;白令海、鄂霍次克海、南/北马里亚纳、台湾及琉球等5个地震柱的壳内强震震级估计偏高0.5级。 表1全球主要地震柱活动趋势估计及3年实况的检验(简表) Tab.1 Estimationand inspection of the activity trend on the main seismic cones in the past 3years (Simple table) 地震柱 0419 卡 片 的 分 析 与 预 测 3 年实况检验 含壳内强震与火山 壳内强震活动期的划分 未来活动趋势估计 备 注 01 南智利 第一期:?~ 1975 第二期: 1975 ~ 1995 第三期: 1995 ~ 2015 ? 未来 3 年内可能有 7.5 级多的地震,火山活动 博客中会做地点分析和估计 地震 M ≥ 6 : 32 Mmax=7.7 , h35km 火山: 5 02 北智利 第一期:?~ 1979 第二期: 1979 ~ 1999 第三期: 1999 ~ 2019 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,火山相对活跃 地震 M ≥ 6 : 20 Mmax=7.1 , h40km 火山: 1 03 危地马拉 第一期: 1964 ~ 1980 第二期: 1980 ~ 1999 第三期: 1999 ~ 2018 ? 未来 3 年内可能有 7.5 级多的地震,火山相对活跃 博客中将判断墨西哥 4.12 地震的影响,墨西哥地震深度 60km ,不算壳内强震;加利福利亚湾地震属于北美洲地震柱,作者 2012.1.5 有预测(见科学网博客) 地震 M ≥ 6 : 33 Mmax=7.6 , h35km 火山: 5 04 海地 第一期: 1964 ~ 1980 第二期: 1980 ~ 1992 第三期: 1992 ~ 2009 ? 未来 3 年内或有火山活动 地震 M ≥ 6 : 6 Mmax=6.6 , h10km 05 白令海 第一期: 1964 ~ 1979 第二期: 1979 ~ 1999 第三期: 1999 ~ 2019 ? 未来 3 年内可能有 7.5 级多的地震,火山相对活跃 地震可能在最近 1-2 年内 地震 M ≥ 6 : 18 Mmax=7.0 , h33km 火山: 1 06 鄂霍茨克 第一期:?~ 1979 第二期: 1979 ~ 1999 第三期: 1999 ~ 2019 ? 未来 3 年内可能有 7.5 级多的地震,火山活动 地震可能在最近 1-2 年内 地震 M ≥ 6 : 21 Mmax=6.9 , h41km 火山: 3 07 日本 08 珲春 第一期: 1965 ~ 1980 第二期: 1980 ~ 1997 第三期: 1997 ~ 2016 ? 未来 3 年内以余震活动为主,晚期或有火山活动 日本地震 M ≥ 6 : 17 Mmax=7.3 , h31km ; 珲春地震 M ≥ 6 : 1 09 北马里亚纳 第一期: 1964 ~ 1979 第二期: 1979 ~ 1992 第三期: 1992 ~ 2004 第四期: 2004 ~ 2015 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,最大 8 级左右,日本东京湾东南方向可能有火山活动 日本地震专家委员会预测南海道 9 级地震的可能性很小 地震 M ≥ 6 : 9 Mmax=6.2 , h9km 火山: 2( 新小岛的出现验证预测 ) 10 南马里亚纳 第一期:?~ 1978 第二期: 1978 ~ 1996 第三期: 1996 ~ 2015 ? 未来 3 年内可能有 7 级左右地震 本地震柱活动较北马里亚纳地震柱弱 地震 M ≥ 6 : 7 Mmax=6.3 , h11km 11 台湾及琉球 第一期: 1965 ~ 1979 第二期: 1979 ~ 1998 第三期: 1998 ~ 2017 ? 未来 3 年内可能有 7 级左右地震,九州至琉球或有火山活动 本地震柱分支较多,需分解研究,北台湾或有 7 级左右地震,值得关注 地震 M ≥ 6 : 6 Mmax=6.4 , h29km 火山: 1 12 菲律宾 第一期: 1964 ~ 1977 第二期: 1977 ~ 1987 第三期: 1987 ~ 2001 第四期: 2001 ~ 2014 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,火山活动 ( 2017 年前后或许有 8 级大震,后续跟踪) 地震 M ≥ 6 : 21 Mmax=7.6 , h28km 火山: 1 13 所罗门 第一期: 1964 ~ 1979 第二期: 1979 ~ 1994 第三期: 1994 ~ 2014 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,火山活动 M ≥ 6 地震: 46 , Mmax=7.6 , h22km 火山: 1 14 西汤加 第一期: 1964 ~ 1980 第二期: 1980 ~ 1999 第三期: 1999 ~ 2018 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,火山活动 明显缺震 地震 M ≥ 6 : 43 Mmax=7.1 , h10km 15 东汤加 第一期:?~ 1981 第二期: 1981 ~ 1994 第三期: 1994 ~ 2010 第四期: 2010 ~? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震,火山活动 地震 M ≥ 6 : 46 Mmax=6.9 , h20km 火山: 1 16 印尼 第一期:?~ 1978 第二期: 1978 ~ 1996 第三期: 1996 ~ 2014 ? 火山活动 本地震柱分支较多,需分解研究, 4.11 地震后需重新评估; 2014 年前后可能还有大震 地震 M ≥ 6 : 31 Mmax=6.7 , h9km 火山: 9 17 缅甸 第一期:?~ 1978 第二期: 1978 ~ 1995 第三期: 1995 ~ 2014 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震 2014 年前云南省需关注 博客中会专门研究 地震 M ≥ 6 : 6 Mmax=6.8 , h14km 18 兴都库什 第一期:?~ 1979 第二期: 1979 ~ 1996 第三期: 1996 ~ 2013 ? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震 新疆自治区需关注 博客中会专门研究 地震 M ≥ 6 : 8 Mmax=7.7 , h15km 19 地中海 第一期:?~ 1979 第二期: 1979 ~ 1999 第三期: 1999 ~? 未来 3 年内可能有 7 级多的地震 博客中会有分支研究 地震 M ≥ 6 : 16 Mmax=6.9 , h7km 火山: 1 图1 0419卡预测期内全球6级以上地震分布 (据ANSS地震目录,M≥6,2012.4.20~2015.4.20) 地震柱编号及名称:01南智利,02北智利,03危地马拉,04海地,05白令海,06 鄂霍次克海,07日本,08中国珲春,09北马里亚纳,10南马里亚纳,11台湾及琉 球,12菲律宾,13所罗门,14西汤加,15东汤加,16印尼,17缅甸,18兴都库 什,19地中海,20地中海,西口,21南桑威奇,F1马尼拉,F2安达曼,F3北美洲 Fig.1 Distribution of global earthquake M6+ during theforecast period in 0419 card. (According to the ANSS earthquake catalog, M ≥ 6,between 2012.4.20 to2015.4.20) The number and name of Seismic cones: 01 Southern Chile, 02 North Chile, 03 Guatemala, 04 Haiti, 05Bering Sea, 06 Okhotsk, 07 Japan, 08 China Hunchun, 09 Northern Mariana, 10 Southern Mariana, 11 Taiwan Ryukyu, 12 Philippines, 13 Solomon, 14 West Tonga, 15 East Tonga, 16 Indonesia, 17 Burma, 18 Hindu Kush, 19 Mediterranean,20 West Mediterranean, 21, South Sandwich, F1 Manila, F2 Andaman, F3 NorthAmerica. 2 0419 卡关于全球主要地震柱活动地点预测的检验 2.1 全球主要地震柱活动地点预测图 附件2中0419卡关于全球主要地震柱未来3年活动地点的预测如图2所示。图2中蓝色虚线圆圈表示壳内强震的可能活动地点,图中称为“强震危险区”,文字中则称为 “可能地震区”;红色 虚线圆圈表示火山的可能活动地点,图中称为“火山危险区”,文字中则称为 “可能火山区”。 图 2 中的热机带,是由图 1 中的 24 个地震柱组成的全球壳内强震与火山活动带。地震柱由各个中深源地震活动的柱体中心(倒立的圆锥体)加上其影响区定义,是壳内强震与火山活动的主体构造与统计单元。由于壳内强震与火山活动的前兆特征难以准确判定,故附件 2 附带加注了如下四点说明: 1 ) 太平洋周边壳下地震取 50km 深度以下,地中海 - 喜马拉雅壳下地震取 35km 深度以下。 2 ) “可能火山区”和“可能地震区”指可能地点,不代表地震或火山个数。 3 ) “可能火山区”和“可能地震区”有可能性质互换。 4 ) 壳下情况千变万化,将适时修订。 当时处于预测研究的试验阶段,因而危险区未能统一表述。以下统称为“强震危险区”和“火山危险区”。为了清晰对比,以下的检验图改变了地图的底色,预测地点从原始预测图不变。 图2 全球主要地震柱内活动地点的3年预测图 (2012.4.20-2015.4.20) Fig.2 Forecast chart of active locations within the world'smajor seismic cones in 3 years. ( 2012.4.20-2015.4.20 ) 2.2 壳内强震地点预测的检验 壳内强震是指震源深度小于50km的强震。鉴于地震震级标度很复杂,而且各个国家的震级测定也存在差异,因此本文取任意震级标度M≥6.5称为模糊的壳内强震。据ANSS地震目录,2012年4月20日至2015年4月20日,全球共发生壳内强震102个,其地理分布如表2和图3所示。 由图3可见,90%以上的壳内强震均发生在热机带内。热机带以外的强震,除俄罗斯远东2013年的6.6级地震外,其余均发生在大洋之中。 壳内强震的活动,除北美洲由于资料的局限预测不到外,其余均发生在 “强震危险区”或者“火山危险区”(含周边)内。这符合预测图的规定。 兴都库什地区的虚报较多,值得检讨。 表2 全球壳内强震目录(2012.4.20-2015.4.20,剔除余震) Tab.2 Globalshell strong earthquakes catalog (2012.4.20-2015.4.20, Remove aftershocks) 日期 时间 维度 经度 深度(km) 震级 震级类型 2012/04/21 01:16:52.74 -1.6170 134.2760 16.00 6.70 Mw 2012/07/26 05:33:33.02 -17.5920 66.3910 20.00 6.70 Mw 2012/07/28 20:03:56.80 -4.6510 153.1730 41.00 6.50 Mw 2012/08/27 04:37:19.43 12.1390 -88.5900 28.00 7.40 Mw 2012/08/30 13:43:25.17 71.4410 -10.6050 14.00 6.80 Mw 2012/08/31 12:47:33.38 10.8110 126.6380 28.00 7.60 Mw 2012/09/05 14:42:07.88 10.0990 -85.3080 35.00 7.60 Mw 2012/10/09 12:32:09.77 -60.3260 153.6990 10.00 6.60 Mw 2012/10/12 00:31:28.27 -4.8920 134.0300 13.00 6.60 Mw 2012/10/24 00:45:32.99 10.0860 -85.2980 17.00 6.50 Mw 2012/10/28 03:04:08.82 52.7880 -132.1010 14.00 7.80 Mw 2012/10/28 03:07:30.00 52.7690 -131.9270 5.00 7.70 Unk 2012/11/07 16:35:46.69 13.9630 -91.8540 24.00 7.40 Mw 2012/11/11 01:12:38.87 23.0050 95.8850 13.70 6.80 Mw 2012/11/11 22:14:59.24 14.1290 -92.1640 20.00 6.50 Mw 2012/11/16 18:12:39.91 49.2800 155.4250 29.00 6.50 Mw 2012/12/07 08:18:23.13 37.8900 143.9490 31.00 7.30 Mw 2013/01/05 08:58:19.33 55.3940 -134.6500 10.00 7.50 Mw 2013/01/30 20:15:43.20 -28.0800 -70.6210 45.00 6.80 Mw 2013/02/06 01:12:27.00 -10.7380 165.1380 28.70 8.00 Mw 2013/02/06 01:23:19.77 -11.2541 164.9323 10.14 7.10 Mw 2013/02/06 01:54:15.20 -10.4790 165.7720 9.80 7.00 Mw 2013/02/08 15:26:38.50 -10.9320 166.0210 21.00 7.10 Mw 2013/02/14 13:13:52.80 67.5820 142.5640 9.90 6.60 Mw 2013/02/28 14:05:50.40 50.9420 157.3390 41.00 6.90 Mw 2013/03/10 22:51:51.60 -6.6530 148.1550 28.90 6.50 Mw 2013/04/14 01:32:22.60 -6.4750 154.6070 31.00 6.60 Mw 2013/04/16 22:55:27.00 -3.2180 142.5430 13.00 6.60 Mw 2013/04/20 00:02:47.50 30.3080 102.8880 14.00 6.60 Mw 2013/04/23 23:14:42.60 -3.9130 152.1200 23.30 6.50 Mw 2013/06/13 16:47:23.20 -9.9980 107.2430 8.60 6.70 Mw 2013/06/15 17:34:29.07 11.7246 -86.9754 35.81 6.50 Mw 2013/06/24 22:04:13.40 10.7010 -42.5940 10.00 6.60 Mw 2013/07/15 14:03:43.05 -60.8679 -25.1436 30.98 7.30 Mw 2013/07/21 05:09:31.27 -41.7134 174.4431 14.00 6.50 Mw 2013/08/13 15:43:15.20 5.7732 -78.1999 12.00 6.70 Mw 2013/08/16 02:31:05.75 -41.7340 174.1520 8.20 6.50 Mw 2013/08/30 16:25:02.77 51.6096 -175.3611 33.53 7.00 Mw 2013/09/24 11:29:47.98 26.9708 65.5198 15.00 7.70 Mw 2013/09/25 16:42:43.14 -15.8389 -74.5094 40.00 7.10 Mw 2013/09/28 07:34:06.45 27.1825 65.5052 12.00 6.80 Mw 2013/09/30 05:55:55.22 -30.9255 -178.3234 41.54 6.50 Mw 2013/10/12 13:11:53.35 35.5142 23.2523 40.00 6.60 Mw 2013/10/15 00:12:32.55 9.8901 124.1071 22.76 7.10 Mw 2013/10/16 10:30:58.55 -6.4456 154.9310 35.00 6.80 Mw 2013/10/19 17:54:54.70 26.0913 -110.3209 9.45 6.60 Mw 2013/10/24 19:25:12.02 -58.2081 -12.9503 26.09 6.70 Mw 2013/10/25 17:10:18.43 37.1713 144.6781 25.67 7.10 Mw 2013/10/31 23:03:59.31 -30.2979 -71.5572 29.00 6.60 Mw 2013/11/16 03:34:31.23 -60.2627 -47.0621 9.97 6.90 Mw 2013/11/17 09:04:55.53 -60.2738 -46.4011 10.00 7.70 Mw 2013/11/25 06:27:33.99 -53.8813 -54.8821 10.00 7.00 Mw 2014/02/02 09:26:37.82 -32.9076 -177.8806 44.26 6.50 Mw 2014/02/12 09:19:49.06 35.9060 82.5865 10.00 6.90 Mw 2014/02/18 09:27:13.12 14.6682 -58.9272 14.83 6.50 Mw 2014/03/10 05:18:13.43 40.8287 -125.1338 16.64 6.80 Mw 2014/03/16 21:16:29.59 -19.9994 -70.7235 20.00 6.70 Mw 2014/04/01 23:46:47.24 -19.6097 -70.7765 25.00 8.20 Mw 2014/04/03 01:58:30.45 -20.3081 -70.5787 23.57 6.50 Mw 2014/04/03 02:43:14.78 -20.5700 -70.4711 35.00 7.70 Mw 2014/04/11 08:16:45.66 -6.7878 154.9502 20.00 6.50 Mw 2014/04/12 20:14:39.30 -11.2701 162.1481 22.56 7.60 Mw 2014/04/13 12:36:19.20 -11.4782 162.0037 38.40 7.40 Mw 2014/04/15 03:57:02.15 -53.5271 8.7041 11.74 6.90 Mw 2014/04/18 14:27:24.99 17.4007 -100.9630 24.00 7.20 Mw 2014/04/19 01:04:02.94 -6.6731 155.0982 23.34 6.60 Mw 2014/04/19 13:27:59.50 -6.7203 154.9315 30.87 7.50 Mw 2014/04/24 03:10:12.88 49.8459 -127.4440 11.40 6.60 Mw 2014/05/12 18:38:36.70 -49.9403 -114.7995 10.47 6.50 Mw 2014/05/13 06:35:24.24 7.2096 -82.3045 10.00 6.50 Mw 2014/05/24 09:25:02.44 40.2893 25.3889 6.43 6.90 Mw 2014/06/14 11:10:59.85 -10.1229 91.0921 4.00 6.50 Mw 2014/06/23 19:19:15.94 -29.9772 -177.7247 20.00 6.90 Mw 2014/06/29 07:52:55.17 -55.4703 -28.3669 8.00 6.90 Mw 2014/06/29 17:15:09.34 -14.9831 -175.5096 18.00 6.70 Mw 2014/07/04 15:00:27.86 -6.2304 152.8075 20.00 6.50 Mw 2014/07/11 19:22:00.82 37.0052 142.4525 20.00 6.50 Mw 2014/08/03 00:22:03.68 0.8295 146.1688 13.00 6.90 Mw 2014/10/09 02:14:31.44 -32.1082 -110.8112 16.54 7.00 Mw 2014/10/14 03:51:34.46 12.5262 -88.1225 40.00 7.30 Mw 2014/11/15 02:31:41.72 1.8929 126.5217 45.00 7.10 Mw 2014/11/16 22:33:20.45 -37.6478 179.6621 22.00 6.70 Mw 2014/11/21 10:10:19.63 2.2999 127.0562 35.00 6.50 Mw 2014/11/26 14:33:43.64 1.9604 126.5751 39.00 6.80 Mw 2014/12/07 01:22:02.18 -6.5108 154.4603 23.00 6.60 Mw 2014/12/08 08:54:52.52 7.9401 -82.6865 20.00 6.60 Mw 2015/01/07 05:07:07.51 5.9045 -82.6576 8.00 6.50 Mw 2015/02/13 18:59:12.23 52.6487 -31.9016 16.68 7.10 Mw 2015/02/16 23:06:28.23 39.8567 142.8748 23.00 6.70 Mw 2015/03/29 23:48:31.02 -4.7363 152.5576 41.00 7.50 Mw 2015/03/30 08:48:26.33 -15.5149 -172.9402 15.50 6.50 Mw 2015/04/17 15:52:51.65 -15.9073 -178.5848 10.00 6.50 Mw 图3 全球2012.4.20-2015.4.20M≥6.5地震的分布 Fig.3 Distribution of global earthquakes M≥6.5 between 2012.4.20to 2015.4.20 2.3 火山活动地点预测的检验 据史密斯研究所Global Volcanism Program(GVP-SMITHSONIANINSTITUTION)的资料统计,2012年4月20日至2015年4月20日,全球共有79座火山喷发,其中火山喷发指数VEI≥2的38座。80座火山的基本参数及地理分布如表3和图4所示。图4中,冰岛、非洲以及其它非热机带内的火山喷发不在0419卡的预测之列。 由图4可见,热机带内的火山活动,除意大利的埃特纳火山和印尼西部的几座火山外,其余均发生在 “火山危险区”或者“强震危险区”内(含周边)。图中所预测的“火山危险区”,只有 3 个未出现火山喷发,即海地、西汤加和马里亚纳海沟的南端。当然,也有 2 处漏报,一处是意大利的 Etna 火山,一处是印尼西部至安达曼海的 Sinabung 等 3 座火山。 值得指出的是, 2013 年 11 月 20 日日本东京湾东南方向出现的火山活动并喷发出新小岛(编号 284096 ),在作者博客 和表 1 中均有预测。 表3 全球火山喷发 * (2012.4.20-2015.4.20) Tab.3Global volcanic eruptions * (2012.4.20-2015.4.20) 火山 编号 火 山 名 称 活 动 地 区 坐 标 喷发 编号 起 止 日 期 VEI 211060 Etna 埃特纳 意大利 37.734, 15.004 20841 2013.9.3-2015.2.12 (2) 223020 Nyamuragira 尼亚穆拉吉拉 DR 刚果 -1.408, 29.2 20942 20801 2014.6.22-6.30 2011.11.6-2012.3.16 2 233020 Fournaise, Piton de la 富尔奈斯 法国 -21.244, 55.708 20982 20919 2015.2.4-2.15 2014.6.21 0 234010 Heard 赫德 澳大利亚 -53.106, 73.513 20768 2012.9.5-2014.11.30 0 241040 White Island 怀特岛 新西兰 -37.52, 177.18 20839 2012.8.7-2013.10.11 2 241080 Tongariro 汤加里罗 新西兰 -39.157, 175.632 20827 20826 2012.11.21 2012.8.6-8.7 2 2 242005 Havre Seamount 勒阿弗尔 新西兰 -31.11, 179.04 20748 2012.7.17-7.19 242050 Monowai Seamount 新西兰 -25.887, -177.188 20799 2012.8.3-8.4 0 243040 Hunga 匈加 汤加 -20.536, -175.382 20983 2014.12.19 251020 Manam 曼南姆 巴新 -4.08, 145.037 20956 2014.9.6-2015.2.24 2 251030 Karkar 卡卡 巴新 -4.649, 145.964 20910 20779 20778 2014.3.26-3.27 2013.1.29-2013.2.26 2012.2.1 1 1 252010 Langila 巴新 -5.525, 148.42 20788 2012.11.28-2012.12.5 1 252080 Witori 巴新 -5.576, 150.516 20805 2012.5.3-2012.7.11 2 252120 Ulawun 乌拉旺 巴新 -5.05, 151.33 20835 20834 20833 2013.7.8-2013.12.21 2012.11.6-2012.12.11 2012.5.7-2012.5.31 1 1 1 252140 Rabaul 拉包尔 巴新 -4.271, 152.203 20957 20811 2014.8.29-2014.9.18 2013.1.19-2014.3.11 2 255060 Kavachi 卡瓦其 所罗门 -9.02, 157.95 20920 2014.1.29 1 260010 Barren Island 印度 12.278, 93.858 20918 20754 2013.10.12-2015.3.31 2013.2.16 1 261080 Sinabung 锡纳朋 印尼 3.17, 98.392 20818 2013.9.15-2015.4.2 2 261140 Marapi 马拉皮 印尼 -0.381, 100.473 20931 20797 20796 2014.2.3-2014.2.26 2012.9.26 2012.3.1-2012.5.18 1 1 1 262000 Krakatau 喀拉喀托 印尼 -6.102, 105.423 20932 2014.3.31 1 263090 Tangkubanparahu 覆舟 印尼 -6.77,107.6 20987 20822 2013.10.5 2013.2.21-2013.3.6 2 263180 Slamet 史拉默 印尼 -7.242, 109.208 20933 2014.3.8-2014.9.18 2 263250 Merapi 梅拉比 印尼 -7.542, 110.442 20892 20842 2014.3.9-2014.4.20 2013.11.18 263280 Kelut 克卢德 印尼 -7.93, 112.308 20934 2014.2.13-2.15 4 264050 Sangeang Api 桑厄昂 印尼 -8.2, 119.07 20911 2014.5.30-6.9 3 264150 Paluweh 帕鲁维赫 印尼 -8.32, 121.708 20806 2012.10.27-2014.4.5 2 264180 Lewotobi 勒沃托比 印尼 -8.542, 122.775 20973 2014.10.6 2 264230 Lewotolo 勒沃托洛 印尼 -8.272, 123.505 20791 2012.1.2-1.14 264250 Iliwerung 伊利沃龙 印尼 -8.53, 123.57 20912 2013.8.20 0 264260 Tara, Batu 塔拉 印尼 -7.792,123.579 20997 2015.4.7 264270 Sirung 锡龙 印尼 -8.508, 124.13 20819 2012.5.8-5.12 2 266030 Soputan 索普坦 印尼 1.108, 124.73 20988 20821 2015.1.6-2015.3.7 2012.8.8-2012.9.19 3 266100 Lokon-Empung 洛孔 印尼 1.358, 124.792 20794 2012.9.15-2013.9.9 2 267020 Karangetang 卡兰吉田 印尼 2.78, 125.4 20914 20913 20776 2014.6.8-2014.10.20 2014.2.9 2012.5.17-2013.9.5 2 1 2 268040 Gamkonora 甘科诺拉 印尼 1.38, 127.53 20915 2013.1.23-2013.5.27 1 268060 Gamalama 瓜马拉马 印尼 0.8,127.33 20989 20766 2014.12.18-12.25 2012.9.15-9.17 1 273030 Mayon 马荣 菲律宾 13.257, 123.685 20959 20798 2014.8.13-2014.10.19 2013.5.7 2 282050 Kuchinoerabujima 日本 30.443, 130.217 20952 2014.8.3 1 282060 Kikai 鬼界 日本 30.789, 130.308 20781 2013.6.4 1 282110 Asosan 阿苏山 日本 32.884, 131.104 20960 20935 2014.8.30-2015.2.20 2014.1.13-2014.2.19 2 1 283040 Ontakesan 御岳山 日本 35.893, 137.48 20964 2014.9.27-2014.10.14 3 284090 Izu-Torishima 日本 30.484, 140.303 20828 2013.7.6 2 284096 Nishinoshima 新小岛 日本 27.247, 140.874 20916 2013.11.20-2015.2.27 2 284120 Ioto Asodai 日本 24.751, 141.289 20772 2012.2.10-2012.5.2 1 284141 Ahyi 美国 20.42, 145.03 20936 2014.4.24-2014.5.8 284170 Pagan 帕甘 美国 18.13, 145.8 20804 2012.10.30-12.11 2 290070 Etorofu-Yakeyama 南千岛群岛 45.012, 147.871 20762 20761 2013.2.16-2013.4.4 2012.8.16-8.25 2 2 290150 Chirpoi 俄罗斯 46.525, 150.875 20756 2012.11.11-2015.4.5 290200 Ketoi 计吐夷 俄罗斯 47.35, 152.475 20780 2013.7.25-2013.8.12 290260 Chirinkotan 地狱 俄罗斯 48.98, 153.48 20757 2013.6.11-2015.4.5 290290 Sinarka 锡纳尔卡 俄罗斯 48.875, 154.175 20980 2014.11.11-2014.12.6 1 290360 Chikurachki 奇库拉奇基 俄罗斯 50.324, 155.461 20990 2015.2.16-2.17 290390 Alaid 阿莱德 俄罗斯 50.861, 155.565 20750 2012.10.5-2012.12.12 2 300120 Zhupanovsky 朱帕诺夫斯基 俄罗斯 53.589, 159.15 20908 20907 2014.6.6-2015.4.3 2013.10.23-10.26 3 3 300130 Karymsky 卡雷姆 俄罗斯 54.049, 159.443 20991 2015.1.19-2015.3.29 300240 Tolbachik 托尔巴奇克 俄罗斯 55.832, 160.326 20825 2012.11.27-2013.8.22 300260 Klyuchevskoy 科柳切夫 俄罗斯 56.056, 160.642 20992 20786 20785 2015.1.1-2015.3.24 2013.8.15-2013.12.20 2012.9.1-2013.1.28 1 1 311240 Cleveland 克利夫兰 美国 52.825, -169.944 20845 2013.12.28-2014.6.5 3 311360 Shishaldin 希沙尔丁 美国 54.756, -163.97 20937 2014.2.7-2015.4.7 1 312030 Pavlof 巴甫洛夫 美国 55.417, -161.894 20975 20909 20807 2014.11.12-11.18 2014.5.31-2014.6.23 2013.5.13-2013.6.26 1 3 312070 Veniaminof 维尼亚蜜诺芙 美国 56.17, -159.38 20836 2013.6.13-2013.10.12 3 341040 Colima 科利马 墨西哥 19.514, -103.62 20976 20759 2014.11.21-2015.4.7 2013.1.6-2014.5.15 342110 Pacaya 帕卡亚 危地马拉 14.381, -90.601 20993 20802 2015.1.10-2015.2.17 2013.3.5-2014.8.28 2 343100 San Miguel 圣米格尔 El 萨尔瓦多 13.434, -88.269 20994 20906 2015.1.26 2013.12.29-2014.8.26 2 344020 San Cristobal 圣克里斯托瓦尔 尼加拉瓜 12.702,-87.004 20941 20817 20816 20815 2014.2.4-2014.4.11 2013.6.7 2012.12.26-12.28 2012.9.8-9.15 1 1 2 2 345020 Rincon de la Vieja 林孔德拉别哈 哥斯达黎加 10.83, -85.324 20961 20813 2014.9.17-9.20 2012.2.19-2012.4.14 1 1 345070 Turrialba 图里亚尔瓦 哥斯达黎加 10.025, -83.767 20998 20974 20831 2015.3.8 ; 2015.3.5 2014.10.29-2014.12.8 2013.5.21-6.4 2 2 351020 Ruiz, Nevado del 鲁伊斯 哥伦比亚 4.892,-75.324 20995 20814 2014.12.15-2015.1.7 2012.2.22-2013.7.12 3 351080 Galeras 加勒拉斯 哥伦比亚 1.22, -77.37 20764 2012.5.13-2013.5.21 2 352080 Tungurahua 通古拉瓦 厄瓜多尔 -1.467, -78.442 20999 2015.4.6-4.7 354006 Sabancaya 秘鲁 -15.78, -71.85 20953 2014.8.13-2014.10.25 1 354020 Ubinas 乌维纳斯 秘鲁 -16.355, -70.903 21000 20832 2015.3.17 2013.7.4-2014.11.23 2 355100 Lascar 拉斯卡尔 智利 -23.37, -67.73 20789 2013.4.2-2013.7.17 1 357090 Copahue ( 德 ) 科帕韦 智利 - 阿根廷 -37.856,-71.183 20954 20760 2014.7.4-2014.12.2 2012.12.22-2013.12.10 1 2 357091 Callaqui 卡拉齐 智利 -37.92, -71.45 20755 2012.1.2 357120 Villarrica 比亚里卡 智利 -39.42, -71.93 20996 20838 20837 2014.12.2-2015.4.7 2013.7.25-7.29 2012.11.14 1 1 373030 Bardarbunga 巴达本加 冰岛 64.63, -17.53 20955 2014.8.29-2015.2.27 0 384010 Fogo 福戈島 Cape Verde 14.95, -24.35 20977 2014.11.23-2015.2.8 390090 Michael 联合王国 -57.787,-26.46 20903 2012.6.30-2012.11.22 * 资料据http://www.volcano.si.edu/search_eruption.cfm 图4 全球2012.4.20-2015.4.20火山活动的分布 Fig.4 Distribution of global volcanic activity between 2012.4.20to 2015.4.20 3 讨论与结论 3.1 关于地震地热说的预测方法 0419 卡的两个附件,是按照地震地热说的预测方法做出的。该方法起源于2012年1月5日对美国洛杉矶研究区“值得严密关注”的提示 ,当年4月12日加利福尼亚湾发生6.2和6.9级地震,正是该提示所指地区 。作者迅疾采用同样方法研究全球主要地震柱的活动态势,遂产生了0419预测卡。 地震地热说的预测方法包括如下主要内容: 1 )以作者所定义的全球24个地震柱做为统计单元。 地震柱以中深源地震活动中心为柱体,呈倒立的圆锥体,其中深源地震的活动必然对比起该柱体大得多的地表构造活动产生极大的影响。也就是说,每个地震柱都具有自己独立的影响区。 比如,2012年危地马拉西海岸的串珠状强震活动,8月27日发生7.4级地震(12.139°N,-88.590°W),9月5日在其东南方向发生7.6级地震(10.099°N,-85.308°W),9月6日作者按照上述原则预测“如果本地震柱再有壳内强震活动,则不太可能继续往东南方向发展,而可能回头向北西” ,结果于11月7日果然在前2次强震的北西方向发生7.4级地震 (13.963°N,-91.854°W)。 2 )以地震柱柱体及其影响区地震震源深度的时序分布,辅以相应时段壳内强震与火山活动的对比研究,可以判断该地震柱未来的活动趋势,并确定其未来活动强度以及大致的活动时段。 地震柱内的中深源地震活动,呈“自下而上逐层驱动”之势 ,并且具有一定的韵律,作者称之为“地幔年代记振荡(MDO)” 。于是,可以由此划分出各地震柱已有的活动期,并可以得到以往活动期的活动强度,包括壳内强震与火山的活动强度。 由印尼地震与火山的对比研究表明,地震柱内的壳内强震与火山活动如同一对孪生兄弟,可以此消彼长,相互制约,互为补充 。由图4也可见到,16号印尼地震柱在2004年的9级地震之后,依然要靠火山的喷发来释放余热。因此,壳内强震的预测与火山预测,具有同一性。 壳内强震与火山的活动时段,一般处于地震柱活动期的后半段甚至是末尾段,由此便可估计地震柱未来强震与火山活动的大致时段。 统计分析必有涨落。因此,海地等少数几个火山的误报,以及白令海等5个地震柱的壳内强震震级估计偏高0.5级,在当前的科技条件下应该可以容忍。 3 )以地震柱内的壳下地震活动的密集区,判断未来壳内强震与火山活动的大致地点或区域。 所谓的壳下地震,原则上指沿海地区50km深度以下,大陆地区35km深度以下。对于喜马拉雅地区,实际上是值上地壳以下的地震 。实际操作中,多取一定深度以下,能够避开地表随机地震活动干扰的深度,作为模糊的壳下地震活动深度下限。 壳下地震活动的密集区靠近地震柱柱体出地点的多为火山危险区。远离出地点的密集区,则应结合地表地震构造活动特征来判断是否属于强震危险区 。 兴都库什地区的虚报较多,大致原因是,兴都库什地区没有火山活动,而地震柱柱体出地点附近壳下地震密集区较多而误判。 由以上讨论可见,0419卡完全遵从地震地热说的预测方法,并取得了比较好的效果。作为强震与火山活动背景以及大趋势的研究,地震地热说的预测方法是可行的。 3.2 关于地震地热说预测方法的使用说明 1 )地震地热说的预测方法,目前只能作为中短期的预测方法。 2 )当前地震预测以地表构造活动应变能的积累为模式,然而诸多强震发生之后往往找不到地震前兆,或许因为强震活动的能量并非因地表构造活动应变能的积累,而如同火山活动因深部能量所致,便同样具有突发性 。 3 )当前全球的火山预测,主要以地震台阵监测火山微震和火山震颤、地表变形观测、火山区气体和地温等研究来预测 ,都具有一定的局限性,只有采用地震地热说的预测方法才能开拓视野。 4 )关于震源深度,人们常常误解,要求绝对深度。绝对深度的测定目前是做不到的。作者以为,只要地震目录所测定的震源深度能够反映震源体深度的相对差异,而且各自目录所测定的深度具有可比性(系统偏差大体一致),就是可用的。 5 )地震地热说预测法完全依赖于地震柱内地震台网的监测能力与地震目录的编制精度。地震资料好的地方,或许6级左右的地震也能预测 - 。为此,有必要改善覆盖地震柱的地震台网监测能力,加强对壳下地震活动的监测与研究。 3.3 结论 本文采用北加利福利亚地震数据中心的ANSS地震目录,按照地震地热说关于壳内强震与火山的预测方法,总结了2012年4月19日关于全球主要地震柱未来3年活动趋势与活动地点预测(0419卡)的实况检验,并对预测方法进行介绍与讨论,认为该方法对于强震与火山活动背景以及大趋势的中短期预测是可行的,为此应改善覆盖地震柱的地震台网监测能力,加强对壳下地震活动的监测与研究。 (20150530 02:57 初稿) 参考文献 韩建,方洪银,刘懋现 . 地震地质学基础 . 北京:地震出版社, 1998 : 207-253 李四光 . 地震地质 . 北京:科学出版社, 1977 刘肇昌 . 板块构造学 . 重庆:四川科学技术出版社, 1985:189-218 国家地震局广州地震大队 . 中国大地构造概要 . 北京:地震出版社, 1977 : 94-118 陈立军 . 地震地热说原理与应用 . 内陆地震, 2012 , Vol.26 , No.2 , 108-122 陈立军 . 地震柱的概念及其基本特征 . 华南地震, 2013 , Vol.33 , No.1 , 1-14 NCEDC (2014), Northern California Earthquake DataCenter. 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内蒙古阿拉善左旗5.8级地震的前兆现象
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内蒙古阿拉善左旗5.8级地震的前兆现象 陈立军 2015 年 4 月 15 日 15::39 ,内蒙古阿拉善左旗发生 5.8 级地震。 作者按照地震地热说的地震预测方法,从 2014 年 8 月起开始关注这个地区,并向多位朋友谈起过该地区可能会有地震。地震前兆图像如图 1 所示。 图 1 为 2014 年 1 月 1 日至 2014 年 12 月 31 日研究区内的壳下地震分布图。该图表明, 2014 年的一年内,在 5.8 级地震震中区周边出现的壳下地震密集分布,而 2015 年以来则未见壳下地震活动,完全符合作者一直倡导的地震地热说预测方法的原理。 那么,图 1 范围内别的地方也发生过地震,比如 2014 年 10 月 7 日云南景谷 6.6 级地震,为什么又没有同样的前兆现象呢?这只能说明宁夏和内蒙地区的地震目录是满足地震地热说方法要求的。北疆地区 2012 年新源 6.6 级地震也出现过壳下地震活动的前兆显示,说明北疆地区的地震目录也是很好的。作者为此感到庆幸。 图 1 这个西部及周边地区壳下地震活动分布图 (2014.1.1 ~ 2014.12.31 , M ≥ 1.0 ,h≥35km,据中国地震台网统一地震目录 ) ( 2014.4.16 00:39 初稿)
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全球热机带和冷机带的地震活动对比研究
seisman 2015-4-3 08:57
全球热机带和冷机带的地震活动对比研究 ——兼论对地震预报研究思路的改进 陈 立 军 0 前言 众所周知,人们对地震成因 的 理解,多认为系地表构造活动应变能积累所致。但是,本文通过对热机带和冷机带地震活动的统计分析与对比研究,认为壳内的地震与火山活动能量可能主要来自上地幔的深部,因而地震与火山的预测思路拟转而为加强对壳下地震活动的监测与研究。 1 全球热机带和冷机带的划分 在作者提出的地震地热说中,依据全球地震活动状态,将全球的地震活动和火山活动划分为热机带和冷机带两大构造体系。 具体划分方法是: 首先,采用北加利福利亚地震数据中心( Northern CaliforniaEarthquake Data Center )提供的 ANSS 地震目录 ,按照中深源地震活动中心点划分了 24 个地震柱( seismiccone ) ,即 01 号南智利地震柱、 02 号北智利地震柱、 03 号危地马拉地震柱、 04 号海地地震柱、 05 号白令海地震柱、 06 号鄂霍次克海地震柱、 07 号日本地震柱、 08 号中国珲春地震柱、 09 号北马里亚纳地震柱、 10 号南马里亚纳地震柱、 11 号台湾及琉球地震柱、 12 号菲律宾地震柱、 13 号所罗门地震柱、 14 号西汤加地震柱、 15 号东汤加地震柱、 16 号印尼地震柱、 17 号缅甸地震柱、 18 号兴都库什地震柱、 19 号地中海地震柱、 20 号地中海西口地震柱、 21 号南桑威奇地震柱、 F1 号马尼拉地震柱、 F2 号安达曼地震柱和 F3 号北美洲地震柱,如图 1 所示。 然后,在图 1 中,采用浅黄色色块,将这 24 个地震柱加以包围,组成所谓的热机带。由于 20 号和 21 号地震柱连线上大西洋中脊也有深度在 50km 以上的地震活动,因而假想二者可能沟通。于是, 24 个地震柱的连接可以构成一个完整的 M 型的热机带。 浅黄色色块以外的地震活动统称为所谓的冷机带。这些地震主体沿四大洋的洋脊分布,散在的地震极少。大西洋、印度洋和太平洋的大洋中脊总体呈 W 型展布,因而可以称为 W 型的冷机带。 图1 全球热机带和冷机带的划分 2 热机带和冷机带地震活动的基本特征及其相互关联 2.1 热机带和冷机带地震分布状况 依据 ANSS 地震目录,从 1963 年 1 月至 2015 年 3 月 8 日,共记载全球 4 级以上地震 388775 个。其中,热机带 360586 个,占全球地震总频次的 92.749% ,最大深度 735.8km ;冷机带 28189 个,占全球地震总频次的 7.251% , 99.7% 的地震震源深度在 40km 以内。 表 1 为全球热机带和冷机带地震活动的频次统计,图 2 为表 1 数据的示意图。由这两个图、表可见,热机带是全球地震最为活跃的地震构造带。 图 3 为相应的地震重复率曲线。由图可见,热机带与全球地震重复率曲线几乎重合,而冷机带的重复率曲线则大大偏离这两条曲线。冷机带的斜率( b 值)明显大于热机带,说明二者活动水平明显差异。 由图 3 还可见到, ANSS 地震目录 5 级以下的地震记录不全,与所取地震台网的监测能力有关。 表 1 全球热机带和冷机带地震活动频次统计 震级 全球 热机带 冷机带 频次 % 频次 % 4.0-4.9 307504 286670 93.22 20834 6.78 5.0-5.9 75240 68336 90.82 6904 9.18 6.0-6.9 5432 4995 91.96 437 8.04 7.0-7.9 564 550 97.52 14 2.48 8.0-8.9 33 33 100.00 0 0 9.0-9.9 2 2 100.00 0 0 总频次 388775 360586 92.749 28189 7.251 图2 全球热机带和冷机带地震活动强度分布示意图 图3 全球热机带和冷机带的地震活动重复率曲线 2.2 热机带和冷机带的地震活动状态 取热机带和冷机带地震活动的年频次 N/a 随时间的变化如图 4 所示。由图可见,尽管二者的年频次大小相去甚远,但其随时间的变化趋势是基本一致的。这表明它们的活动受到同样的因素所制约。 图4 热机带和冷机带地震活动的年频次曲线 2.3 热机带地震活动的层状结构 热机带地震活动的主要特征是具有大量的中深源地震活动,深度 50km 以下的地震占热机带地震总数的 35.50% 。 热机带地震频次 N (h) 随震源深度的分布如图 5 所示。 作为对比,本文取地震的应变能随震源深度的分布研究 . 做法是按照常规的应变能公式 (焦耳 1/2 ) 累加计算。式中 M 为震级。 ANSS 目录中包含 M s 、 M b 、 M w 和 M L 等多种震级标度,作为一级近似,本文统一当作 M s 震级值来估计。 h 为震源深度,每 50km 分为一档。 热机带地震应变 ε (h) 随震源深度的分布如图 6 所示,与图 5 的分布状态基本一致。 分析图 5 和图 6 ,似乎可以将热机带的深部划分为若干层状结构: 第一层,深度 0 ~ 50km ,耗散层。地震与火山的能量释放集中在壳内。 第二层,深度 50 ~ 150km ,一般公认为熔岩囊,或可称储能层。该层累积深部所传递的热能,伺机推动壳内强震和火山活动,释放所存储的能量。 第三层,深度 150 ~ 300km ,次级能动层。该层为一些较次级的地震柱的发动层,包括诸如 03 号、 04 号、 11 号、 17 号、 18 号、 19 号、 21 号、 F1 号、 F2 号等地震柱。这些地震柱的最大震源深度都在 300km 上下。也有特例,比如 F3 号北美洲地震柱,按照 4 级以上地震目录,其最大深度为 98km ,然而按照北美洲 2 级以上的地震目录,其深度可达 600km 以上。 19 号地中海地震柱的意大利分支,其情形也是如此。 第四层, 300 ~ 500km ,恒热层。此层地震活动状态较为稳定,多余的热能可以直接穿过,是故一些超级地震柱在此层内地震皆不活跃。 第五层,深度 500km 以上,超级能动层。该层为一些超级地震柱的发动层,包括诸如 01 号、 02 号、 05 号、 06 号、 07 号、 08 号、 09 号、 10 号、 12 号、 13 号、 14 号、 15 号、 16 号等地震柱。这些地震柱的最大震源深度都在 600km 以上。 图5 热机带地震频次随震源深度的分布 图6 热机带地震 应变 随震源深度的分布 2.4 热机带和冷机带的相互关系 M 型的热机带与 W 型的冷机带,在地球表面呈倒扣之势展布,位相错开约地理经度 90 °,似乎表明是受到地球自转作用或者包括外太空作用形成的两大构造带。所以,它们的关系是密不可分地。但是,从人类自身的利益考虑,自然最为关心的是热机带的活动问题。 所谓热机带,由于存在大量的中深源地震活动,可以从地幔深部带来大量的热能到达地表,被称为热机带应该是名副其实的。有人们说了,冷机带也有火山活动,自然也是“热”的。其实,热机带和冷机带的关系,似乎可以比喻为汽车内燃机的气缸与排气管的关系,即热机带是个作功的系统,而冷机带则是冷却系统。二者的“热”与“冷”,只是相对地。于是可以说,热机带是一个灾变带,而灾变效应必然会在冷机带上得到回应,以求达到整个地球热能的平衡与调节。 2004 年热机带上的印尼 9 级地震与 2010 年冷机带上冰岛火山的强烈喷发,或许正是这种“回应”的例子。 3 讨论与结论 本文通过对全球热机带和冷机带的对比研究,可以引出很多深层次的思考。 ( 1 ) 全球 92.75% 的 4 级以上地震、 97.66% 的 7 级以上地震都发生在热机带。据不完全统计,全球 87% 以上的活火山也集中在热机带内。因此,热机带是全球的地质灾变带。热机带位于全球人口最稠密的地带,因而加大了它对人类的威胁。 ( 2 ) 热机带内的地震与火山活动如此强烈,最直接的原因应该是带内的中深源地震活动所造成的。可以武断地说,中深源地震的活动决不是地表构造活动应变能的积累所致。相反,中深源地震活动所释放的能量在地幔深部是无法耗散的,只能传递给上层的低温层,自下而上逐层驱动,从而为其上层的地震活动积累能量。按照本文的粗略估计,深度大于 50km 的壳下地震所释放的应变能,约占壳内地震活动所释放应变能的 47.12% 。如果还考虑到随中深源地震活动所伴随的热对流上升,经过年代纪振荡地累积,则在熔岩囊内所存储的能量足以发动壳内的地震与火山活动。 关于热能的对流上升,借助开水实验是可以理解的 。加热水体时,水体热能的增加并不全靠气泡的破裂所带来的热能上涌,更主要的应该是靠对流作用。因此,中深源地震的活跃,只是上地幔热能活动的一种表征,并非熔岩囊内所积累能量的全部。 ( 3 ) 这样一来,我们传统的观念,即地震活动是由于地表构造活动的应变能积累所致,将会受到极大的挑战。早先,我们理解为构造体系的构造活动应变能积累导致薄弱构造部位发震,后来又理解为块体活动应变能的积累导致薄弱构造部位发震。然而,构造体系和活动块体在地球表面到处可以划分出来,大大小小的板块和活动地块数不胜数,可为什么地震与火山活动只集中在热机带内?再者,地表构造活动所积累的应变能,怎么也无法导致 600km 以上的深源地震。 ( 4 ) 于是,作者以为应该转变地震预报研究的传统观念,加强对壳下地震活动的观测与研究 ① 。为此,作者 2014 年曾向有关地震部门提出过“改善我国地震预测工作的建议” ② 。目前,全球对壳下地震监测做得最好的地方,数北美洲中南部和地中海地区,中国新疆的北疆地区近年来也有很大进展 。作者曾利用北美洲中南部 2 级以上地震目录预测过 2012 年 4 月 12 日加利福尼亚湾的 6.9 级地震 ③④ ,利用地中海 2 级以上地震目录推演过意大利 2009 和 2012 年 2 次 6 级地震预测的可能性 (英文稿,未发表),利用北疆地区 2 级以上地震目录推演过 2012 年新源 6.6 级地震预测的可能性 ,利用全球 4 级以上地震目录做过未来 3 年( 2012 ~ 2015 )全球壳内强震与火山的预测(正式的预测卡片—— 0419 卡) ,都收到了较好的预测效果。 地震地热说的预测方法利用地震柱内地震震源深度的时间序列和壳下地震活动的空间分布等资料分析,可以提前几个月预测未来壳内强震或火山的大致时段、大致地点和大致强度 。 ( 5 ) 加强对壳下地震活动的观测有两个要点。第一是对热机带上的重点关注地区,拟合理布局地震观测台网,做到对 2 级以上地震的有效监测。第二是震源深度的测定,拟建立起全球统一的工作规范与精细的地壳结构模型。 关于震源深度的测定结果,作者所搜集到资料,似乎只有北美洲中南部、欧洲地中海地区和中国新疆的北疆地区的资料比较好用。这三个地区的地震目录都包含 1 级以上地震,而且震源深度资料可以相互比拟。当然,目前情况下,震源深度的测定并非要求绝对准确,但要求可以相互比拟。 ( 6 ) 不论采用哪种思路进行地震预测研究,地震预报仍然面临巨大的困难。最大的难度在于, 7 级以上的壳内强震如同火山喷发一样,具有突发性。因此,每当壳内强震发生后,人们几乎很难找到像样的地震“前兆”。即便是壳下地震活动,大概也由于震前震源体的闭锁而“窒息”了。因为,临震的预测犹如开水试验中寻求“响水不开”的时刻 ,然而那只是一瞬间的事。 但是,不论地震活动的能量是来自壳内还是来自地幔深部,壳内强震活动必然离不开壳内的地震构造,也离不开诸多的地球物理场效应,也必然造成震前的声、光、电、地下水、动物等等宏观异常。因此,加强地震构造研究、地球物理场的研究、临震宏观异常研究,乃至地震预警系统的研究,加强地震科普知识宣传和抗震设防工作,都是不可或缺的。 综上所述,本文采用北加利福尼亚地震数据中心的 ANSS 地震目录,就全球热机带和冷机带的地震活动分布进行统计分析与对比研究,给出了热机带的地层结构,从而涉及地震成因与地震预报研究的思路问题。研究结果表明,热机带及其所包含的地震柱,是全球地震活动的主体,也是全球地质灾变的主体,基于其地层结构推测,壳内的地震与火山活动的能量很可能来自上地幔的深部。因此,应该转变地震与火山的预测研究思路,加强对壳下地震活动的监测与研究,或许能解地震预报之困。 ( 2015.3.26 初稿) 参考文献 NCEDC (2014), Northern California Earthquake DataCenter. UC Berkeley Seismological Laboratory. Dataset. doi:10.7932/NCEDC. 陈立军 . 地震地热说原理与应用 . 内陆地震, 2012 , Vol.26 , No.2 , 108-122 陈立军 . 地震柱的概念及其基本特征 . 华南地震, 2013 , Vol.33 , No.1 , 1-14 王海涛,李志海,赵翠萍,等 . 新疆北天山地区 Ms ≥ 2.0 地震震源参数的重新测定 . 中国地震, 2007 , 23 ( 1 ): 47-55 龙海英,胥颐,魏斌,等 . 新疆喀什一乌恰地区的 P 波速度模型和小震精确定位 . 内陆地震, 2005 , 19 ( 1 ): 16-21 陈立军 . 地震预测验证记录: 001 号 加利福尼亚湾 4.12 发生 6.9 级地震 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-558624.html 陈立军 . 意大利地震预报入罪事件的教训 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-652328.html 陈立军 . 中天山地区强震活动成因探讨—以 2012 年 6 月 30 日新源 6.6 级地震为例 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-829373.html 陈立军 . 全球 3 年度地震预测 0419 卡片的 2 年小结 . http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-778598.html 陈立军 . 2013 年巴基斯坦 7.7 级地震与兴都库什的地震构造 . 内陆地震, 2015 , 29 ( 1 ): 15-27. doi : 10.16256/j.issn.101-8956.2015.01.002 脚注 ① 陈立军.全球壳下地震活动的研究.湖南地震(内刊),2013年总第35期,5-13 ② 陈立军.关于改善我国地震预测工作的建议. 2014. xx省地震局科技处 ③ 陈立军、陈晓逢. 美国西海岸地震预测方法初探. 湖南地震(内刊),2012年总第34期,1-6 ④ Chen Lijun, Chen Xiaofeng,Wan Fangfang et al. The Earthquake Prediction Method Research in the West Coastof the United States. 湖南地震(内刊),2013年总第35期,90-98
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2010年以来中国壳下地震活动的前兆意义
seisman 2013-9-20 16:25
壳下地震活动的研究(9) 2010 年以来中国壳下地震活动的前兆意义 陈 立 军 为研究中国的壳内强震活动,对比研究一下中国的壳下地震活动状况是有必要的。作者于 2013 年 5 月 12 日发出文稿《壳下地震活动的研究 (9) 2010 年以来中国的壳下地震活动状况》( http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-689049.html )。结论是:“由图 3 和图 4 ,似乎近 2 年的新疆地震、西藏地震、四川地震和台湾地震都可以找出一些蛛丝马迹来。” 4 个多月来,已有 250 位热心的朋友浏览过,并得到杨学祥教授、陈辉教授等的推荐,深感荣幸。 为了及时总结经验,本文以上文中的图 3 和图 4 为背景,以中国地震局的大震速报目录( 2013.1.1 ~ 5.11 : M ≥ 5.0 ; 2013.5.12 ~ 9.20 : M ≥ 4.7 )为依据,制图如图 1 和图 2 。 对比这两张图,可以得出如下一些认识: 1. 前 3 年的壳下地震活动对未来一定时段内的壳内强震活动具有一定的前兆意义。 2. 未来时段内的壳内强震活动可能出现在壳下地震活动的密集区。 3. 壳内强震震级越大,对壳下地震活动的依赖性越强。 4. 越靠近地震柱(兴都库什地震柱和缅甸地震柱),壳内强震活动对壳下地震活动的依赖性越强。 5. 对于远离兴都库什地震柱和缅甸地震柱的壳内强震活动,图 1 的效果比图 2 要好。也就是说,这些地方基本没有壳下地震活动,但下地壳内也可能在壳内强震活动之前出现地震活动。 6. 并非有壳下地震活动之处一定有壳内强震,因此还要综合其它因素分析,诸如地表构造活动性(比如李四光的构造体系活动)、壳内构造活动(比如徐常芳教授所发现的壳内高导层活动)等。 图 1 深度 20km 以下的上地壳以下地震与壳内强震的空间分布 (上地壳以下地震取 20101.1 ~ 2013.2.27 ,据 ANSS 目录;壳内强震: 橘黄色 2013.5.12 ~ 9.20 ,玫瑰色为 2013.1.1 ~ 5.11 据中国大震速报目录) 图 2 深度 35km 以下的壳下地震与壳内强震的空间分布 (壳下地震取 20101.1 ~ 2013.2.27 ,据 ANSS 目录;壳内强震: 橘黄色 2013.5.12 ~ 9.20 ,玫瑰色为 2013.1.1 ~ 5.11 据中国大震速报目录) ( 2013.9.20 初稿)
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全球8.5级以上地震的震源体粗略估计
seisman 2013-2-18 17:17
全球8.5级以上地震的震源体粗略估计
壳下地震活动的研究 (5) 全球 8.5 级以上地震的震源体粗略估计 陈 立 军 根据 ANSS 地震目录,自 1963 年以来,全球发生过 5 次 8.5 级以上的地震(表 1 )。其中, 2005 年印尼的 8.6 级地震其实是以 2004 年 9.0 级地震的余震形式发生的,因此全球独立的 8.5 级以上地震只有 4 次。 对于这 4 次 8.5 级以上地震,取其震后 2 年内的地震活动分析,发现它们的震源体特征是有较大区别的。 表 1 1963 年以来全球 8.5 级以上地震目录 年 月 日 时 分 秒 纬 度 经 度 震 级 深 度 地 点 备 注 20041226 005853 3.29 95.98 9.0 30 印尼 20050328 160936 2.08 97.10 8.6 30 印尼 余震 20100227 063411 -36.12 -72.89 8.8 22 智利 20110311 054624 38.29 142.37 9.1 29 日本 20120411 083836 2.32 93.06 8.6 20 印尼 20120411 104310 0.80 92.46 8.2 25 印尼 双震型 1 印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震 印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震,震后 2 年内地震活动的地理分布如图 1.1 所示,三维立体分布见图 1.2 ,震源深度时序图见图 1.3 。 由这 3 张图可见,印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布面积约为 48 万平方公里(以每平方度约为 1 万平方公里计,下同),震源深度密集分布在 20 ~ 50km 范围内,因而估计震源体大小约为 1440 万立方公里。 图 1.1 印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布 图 1.2 印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震震后 2 年内地震活动的三维立体分布 图 1.3 印尼 2004 年 12 月 26 日 的 9.0 级地震震后 2 年内地震活动的震源深度时序图 2 智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震 智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震,震后 2 年内地震活动的地理分布如图 2.1 所示,三维立体分布见图 2.2 ,震源深度时序图见图 2.3 。 由这 3 张图可见,智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布面积约为 16 万平方公里,震源深度密集分布在 10 ~ 50km 范围内,因而估计震源体大小约为 640 万立方公里。 图 2.1 智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布 图 2.2 智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震震后 2 年内地震活动的三维立体分布 图 2.3 智利 2010 年 02 月 27 日 的 8.8 级地震震后 2 年内地震活动的震源深度时序图 3 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震,震后 2 年内地震活动的地理分布如图 1.1 所示,三维立体分布见图 1.2 ,震源深度时序图见图 1.3 。 由这 3 张图可见,日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布面积约为 28 万平方公里,震源深度密集分布在 10 ~ 70km 范围内,因而估计震源体大小约为 1680 万立方公里。 图 3.1 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布 图 3.2 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震震后 2 年内地震活动的三维立体分布 图 3.3 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震震后 2 年内地震活动的震源深度时序图 4 印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震 印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震,震后 2 年内地震活动的地理分布如图 1.1 所示,三维立体分布见图 1.2 ,震源深度时序图见图 1.3 。 由这 3 张图可见,印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震震后 2 年内地震活动的地理分布面积约为 16 万平方公里,震源深度密集分布在 10 ~ 60km 范围内,因而估计震源体大小约为 800 万立方公里。 图 4.1 印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震震后 10 月内地震活动的地理分布 图 4.2 印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震震后 10 月内地震活动的三维立体分布 图 4.3 印尼 2012 年 04 月 11 日 的 8.6 级地震震后 10 月内地震活动的震源深度时序图 表 2 全球 8.5 级以上地震震源体粗略估计 年 月 日 时 分 秒 纬 度 经 度 震级 深度 震源体 * 地 点 20041226 005853 3.29 95.98 9.0 30 1440 印尼 20100227 063411 -36.12 -72.89 8.8 22 640 智利 20110311 054624 38.29 142.37 9.1 29 1680 日本 20120411 083836 2.32 93.06 8.6 20 800 印尼 * 震源体单位:万立方公里 5 几点说明 (1) 上述 4 次 8.5 级以上地震震源体大小的粗略估计如表 2 所示。 (2) 各个时序图表明在壳内强震活动后深部 100 ~ 200km 均出现明显的扰动,以图 2.3 最为鲜明,呈几个月的波动,似乎是对壳内地震活动的能量补给。 (3) 日本 9.1 级地震震源体牵扯的深度最大,可达 70km ,其余地震均在 50km 左右。究其原因,可能与日本地震柱深部能量的持续补给有关 ( 图 5) 。由图 5 可见,日本 9.1 级地震震源体深部有一条细细的补给线,其画面如同放风筝一般。其余 3 次强震未见同样图像。 (4) 除智利外,其余各时序图均有 10km 和 33km 两条深度密集线,显然这些地方震源深度的精度并不是很高的。 (5) 发表在 2012 年 9 月 27 日 出版的《自然》杂志上的 3 篇论文,(认为)分裂印度—澳大利亚板块的地质应力很可能导致了(印尼 2012 年 04 月 11 日 ) 8.6 级和 8.2 级的大地震(据 http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201292816293733625970.shtm )。这种说法还被英国《新科学家》周刊网站 12 月 26 日 的文章列为 2012 年的“十大环境新闻”之一(据 2012.12.28 《参考消息》第 7 版)。由本文分析可以看到,这两次地震的影响范围很有限,比起 2004 年的印尼 9.0 级地震简直是小巫见大巫,如何切割偌大的“板块”呢。如果说这两次地震显示 2004 年的印尼 9.0 级地震导致了印尼地震柱有向西扩展的趋势倒还说得过去。 图 5 日本 2011 年 03 月 11 日 的 9.1 级地震震源体的深部特征 ( 2013.2.18 初稿)
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全球部分地震柱的壳下地震活动图像(续)
热度 1 seisman 2013-1-8 17:50
全球部分地震柱的壳下地震活动图像(续)
壳下地震活动的研究 (3) 全球部分地震柱的壳下地震活动图像(续) 陈 立 军 2 各地震柱壳下地震活动图像(续) 图 11 13 号所罗门地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 12 14 号西汤加地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 13 15 号东汤加地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 14 16 号印尼地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 15 17 号缅甸地震柱 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 16 18 号兴都库什地震柱 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 17 19 号地中海地震柱 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 18 F1 号马尼拉地震柱 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 19 台湾 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 20 青藏高原 2005 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 3 跋 这个图集终于编纂完了。 图 1 ~图 14 ,除图 4 以外,都是当今较为活跃的地震柱。 图 15 ~图 20 相比前面的地震柱显得活动性较弱,因此将基础资料扩充至 2005 ~ 2012 年。图 19 和图 20 不是单独的地震柱,只是为中国地震活动的预测编纂的。 其它活动性更弱的地震柱, 20 号地中海西口地震柱, 21 号南桑威奇地震柱, F2 号安达曼地震柱和 F3 号北美洲地震柱,没有编图。 值得说明的是,中国青藏高原的地壳厚达 70km ,鉴于此地的地震监测能力偏低,真正意义上的壳下地震 样本 不够,因此在涉及青藏高原的图 15 、图 16 和图 20 中, 按照前言中的说法,包含了地壳厚度大于 35km 地区的“下地壳地震( 35 ~ 70km )”。 另外,根据近 50 年资料的粗略统计,作者所定义的 24 个地震柱控制着全球 98% 的壳内强震( 7 级左右或 7 级以上,海地地震柱和地中海地震柱适用 6.5 级以上)和 87% 的活火山(喷发指数 VEI ≥ 2 ),因此作者推断,未来一年内,全球 90% 的壳内强震和火山喷发大体上都会发生在本图集中的某些浅层的“壳下地震活动密集区”(图集中的蓝色地震)区内或者密集区的附近。火山喷发地会靠近地震柱出地点一些,而壳内强震发生地则可能距离地震柱出地点远一些。 这个图集,在作者看来,是很宝贵的。 编纂完这些图像,似乎还有些意犹未尽,诸如: (1) 意大利 2009 年 4 月 6 日 的 6.3 级地震( 42.33 ° N , 13.33 ° E ,深度 8km )造成“ 294 人死亡,近 2000 人受伤, 4 万人无家可归”(据 http://news.163.com/09/0413/09/56P642D90001121M.html ),但在图 17 上基本上找不到什么信息,或许应该从地中海的区域地震台网( EMSC ) 2 级以上的地震目录中去寻找。 2012 年,意大利有 6 位地震专家因此事件获罪,作者很想探个究竟。 (2) 同样地, 2012 年 10 月 28 日 北美洲西海岸的 7.8 级地震( 52.78 ° N , 132.10 ° W ,深度 14km ),在本系列图集中信息很弱(图略),或许应该从北美洲 2 级以上的地震目录中去寻找。 (3) 印尼 2012 年 4 月 11 日 接连发生 2 次 8 级大震(图 16 ),一个 8.6 级( 2.32 ° N , 93.06 ° E ,深度 20km ),一个 8.2 级( 0.80 ° N , 92.46 ° E ,深度 25km ),是一个很特殊的现象。发表在 9 月 27 日 出版的《自然》杂志上的 3 篇论文(认为),分裂印度—澳大利亚板块的地质应力很可能导致了 8.6 级和 8.2 级的大地震(据 http://news.sciencenet.cn/htmlpaper/201292816293733625970.shtm )。这种说法还被英国《新科学家》周刊网站 12 月 26 日 的文章列为 2012 年的“十大环境新闻”之一(据 2012.12.28《 参考消息》第 7 版)。作者并不懂得板块的分裂之说,但对这 2 次大震及其后续地震活动的特征倒也颇感兴趣。 (4) 2004 年的印尼 9.0 级地震, 2010 年的智利 8.8 级地震,以及 2011 年的日本 9.1 级地震,三者在震源体的深度尺度上存在较大差异,有没有什么奥秘? 这些问题会在后续的研究中逐一探索。 最近连续赶了几篇文字。谨以这些文字 怀念敬爱的周恩来总理! ( 2013.1.8 初稿)
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全球部分地震柱的壳下地震活动图像
seisman 2013-1-7 16:02
全球部分地震柱的壳下地震活动图像
壳下地震活动的研究 (2) 全球部分地震柱的壳下地震活动图像 陈 立 军 1 前言 本文推出全球部分地震柱的壳下地震活动图像,作为 0419 卡片追踪研究的基础图件。 这些图件是严肃的。作者于 2012.12.9 下载 ANSS 地震目录,花 20 天时间摸索快速制图方法,然后于 2012.12.30 再次下载 ANSS 地震目录,遂成下列图像,以求资料最新。 这些图件包括 2010 ~ 2012 年 4 级以上的壳下地震和 2011 年与 2012 年已发生的壳内强震与活火山,未加任何分析和预测说明。因为,按照分析预报管理条例,分析和预测意见只能对地震主管部门说的。 这些图件中有不少表层壳下地震活动密集区(图中的蓝色地震)。不会所有这样的密集区都要发生地震或者火山。但是,这些密集区与未来一年内全球的壳内强震( 7 级左右或 7 级以上,海地地震柱和地中海地震柱适用 6.5 级以上)和火山喷发会有密切的关联。 本博客所有图件版权所有。作者将自己的工作原理和工作方法都已公诸于世,任何人只要喜欢都可以引用,但必须注明出处。 未竟事项可能在“跋”中说明。 2 各地震柱壳下地震活动图像 图 1 01 号南智利地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 2 02 号北智利地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 3 03 号危地马拉地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 4 04 号海地地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 5 05 号白令海地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 6 06 号鄂霍茨克地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 7 07 号日本地震柱及08号中国珲春地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km 图 8 09 号北马里亚纳地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 9 11 号台湾及琉球地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 35km 图 10 12 号菲律宾地震柱 2010 ~ 2012 , M ≥ 4 , h ≥ 50km (待续) ( 2013.1.7 初稿)
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壳下地震活动的研究
seisman 2013-1-5 21:16
壳下地震活动的研究
壳下地震活动的研究 陈 立 军 运用地震地热说原理和地震柱概念预测壳内强震与火山活动,壳下地震的活动规律研究是最要紧的。本文试图做一些探讨。 1. 壳下地震的概念 所谓壳下地震,顾名思义即地壳以下活动的地震。换句话说,壳下地震是指一定深度以下,尽可能避开了地表构造活动干扰和影响的地震。壳下地震活动的随机干扰较少,但它与壳内地震活动必然存在某种客观的联系,因而是地震预测与火山预测中值得研究的一个重要对象。作者的研究经验表明,即使 2 ~ 3 级的壳下小震活动,也可以作为壳内强震活动的某种前兆指标。详见 http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-558624.html 2. 全球壳下地震活动的分布 图 1 为全球 35km 深度以下地震活动的分布,图 2 为全球 50km 深度以下地震活动的分布。资料取自 ANSS 地震目录 2004.1.1 ~ 2012.12.30 。图中红色圆形区域及其编号为全球 24 个地震柱的核心区域。图中的粉红色块为中国陆地示意图,非为国界。 由图 1 、图 2 可见,壳下地震沿 M 型的热机带呈明显的优势分布。尤其 50km 深度以下的地震活动,除了地壳厚度达 70km 的青藏高原之外,几乎全部围绕在各个地震柱的核心区域及其影响区。换句话说,只有地震柱的内部才会出现壳下地震活动。 值得说明的是 F3 北美洲地震柱。这里 4 级以上的地震只在 100km 深度以内活动,而 4 级以下的小震可以深达 400 多公里。好在北美洲有美国强势的地震台网,可以有效监测 2 级以上全美洲的小震活动,对地震预测研究是很有益的。 图 1 全球 2004 ~ 2012 h ≥ 35km 图 2 全球 2004 ~ 2012 h ≥ 50km 3. 壳内强震活动对壳下地震活动研究的干扰 2010 年 2 月 27 日 南智利 8.8 级地震及其余震( 36.12 °南, 72.89 °西)在 35km 深度以下地震活动的分布图上有明显显示(图 3 ),而在 50km 深度以下地震活动的分布图上则消失了(图 4 )。然而, 2011 年 3 月 11 日 日本 9.1 级地震及其余震,在 50km 深度以下地震活动的分布图上依然有明显的显示(图 5 )。 由此引发我们的思考。一次强烈的壳内地震活动过程相当于一次地表的扰动,而这种扰动的强弱似乎与扰动深度有很大的关系。但是, 2004 年 12 月 26 日印尼的 9.0 级地震却并没有出现类似的情形。 图 3 南智利地震柱 2010 h ≥ 35km 图 4 南智利地震柱 2010 h ≥ 50km 图 5 日本地震柱 2011 h ≥ 50km 4. 地震柱活动强度对壳下地震活动研究的影响 很显然,各个地震柱的活动强度是不同的,反映在壳下地震活动研究上应针对不同的地震柱取不同深度的壳下地震。原则上环太平洋各地震柱拟取 50km 深度以下地震的活动来研究,地中海各地震柱以及 11 号台湾及琉球地震柱、 04 号海地地震柱等较为弱势的地震柱拟取 35 km 深度以下或者更浅一些(下地壳)的地震活动来研究。 地震预测需要大大提高地震台网的监测能力。地中海地区,包括中国青藏高原, 2004 年以前监测能力低。 2004 年以后地中海组成了区域台网,大有改善。中国青藏高原的地震活动显然与兴都库什以及缅甸的地震活动有关联,但是我们只关注国界线以内的地震,似乎有点“瞎子摸象”之嫌。 5. 壳下地震活动对壳内强震和火山活动的前兆意义 03 号危地马拉地震柱的壳下地震活动对壳内强震和火山活动具有很好的前兆意义。危地马拉地震柱 2010 年和 2011 年没有 7 级以上地震, 2 年的壳下地震加在一起如图 6 , 2012 年的地震与火山活动实况如图 7 所示。图 6 对图 7 显然具有前兆意义。根据图 7 的活动实况,在 9 月 5 日 7.6 级地震后作者 9 月 6 日 才敢于断言“该地震发生后,如果本地震柱再有壳内强震活动,则不太可能继续往东南方向发展,而可能回头向北西”, 11 月 7 日 的 7.4 级地震果然回头向北西。详见 http://blog.sciencenet.cn/blog-552558-609729.html 。 壳内强震活动,不论其能量是来自地表构造运动或者来自深部能量的补给,都必然会受到地表构造的控制和影响。因此,研究壳内强震活动与地表构造的关系有利于探究壳内强震活动与地震柱活动更深层次的关系,也为壳内强震活动地点的预测提供依据。比如 2012 年 3 月 20 日墨西哥的 7.4 级地震,并不发生在壳下地震活动密集的地点,显然是由于壳下地震活动与地表构造活动的错位所致。这需要更大量的研究工作。 图 6 危地马拉地震柱 2010-2011 图 7 危地马拉地震柱 2012 ( 2013.1.5 初稿)
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