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为何预期中的Parkfield 6.0级地震姗姗来迟?
热度 2 qsqhopeiggcas 2013-4-9 15:39
在 San Andreas 断层带上的 Parkfield 段,大约每隔 22 年会发生一次约为 6.0 级的地震 ,地震学家们认为是一个特征地震区。前几次地震分别发生在 1857 年、 1881 年、 1901 年、 1922 年、 1934 年和 1966 年,时间间隔分别为 24 年、 20 年、 21 年、 12 年和 32 年。 只有 1934 年的地震发生提前了 10 年,但震级偏小。 根据这一规律, Parkfield 应于 1988 年发生一次 6.0 级地震,最迟也不应超过 1993 年。但直到 2004 年 9 月 28 日 ,等待了 11 年之久的 6.0 级地震(图 1 )才终于发生了。 震前沿该段布设了大量的观测仪器,以扑捉前兆异常、探索短临预报的可能性。但该地震出人预料的延迟发生及无显著性异常发现的事实,几乎催垮了美国地震学家的信心,以至于后来美国地震学家谈【地震预报】色变,认为【地震预报】没有可能实现。 为什么预期中的该地震姗姗来迟?地震学家对此百思不得其解。本文试图根据我们提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论和相关预测方法,探索并揭示这一科学之谜。 图 1 2004 年 Parkfiled M w 6.0 级地震震中位置 (小方块表示观测仪器的位置) 由于该断层的孕震区域 明确,因此计算 Benioff 应变时搜索区域为一沿断层带的矩形区域,长度为实际地震发生后断层破裂长度,宽度为垂直断层走向两侧各 20-40km( 在此范围内取值都能得到同样的分析结果 ) 。地震目录引自美国地震信息中心 (NEIS) 网站提供的数据 , 数据时段为 1975 年到 2004 年 9 月 28 日 主震发生的时间范围内的所有事件。 从图 2 知,经误差修正后,根据 1993 年 M L 4.9 级震群事件起点对应的 CBS 值,可预测到 1994 年 M L 5.0 级地震对应的临界 CBS 值;同理,再根据 5.0 级震群事件,预测下一次 6.0 级地震的 CBS 临界值为 5.961E+06(J 1/2 ) ,而实际发生值为 6.333 E+06(J 1/2 ) (红色箭头表示),相差 0.372+06(J 1/2 ) 。从换算到对应的时间上看,预测该 6.0 级地震发生时间为 2001 年 11 月 26 日 ,比实际发震时间提前约 2 年零 11 个月。尽管时间误差较大,但对该 6.0 级地震的预测而言,这已是最好的结果了。 图 2 1975.5.1~2004.9.28 期间观测的沿 San Andreas 断层 Parkfileld 段 累积 Benioff 应变曲线 (垂直虚线与红线分别表示预测与实际的主震发生时间)。 误差修正已被考虑。 对该震例的回溯性预测分析表明,强震可以预测,但由于强震孕育过程的缓慢性、观测数据误差的不可避免性,尽管预测的 CBS 临界值和实际值相差较小,但对应到时间上仍会有较大误差。 扯远了,再回到主题上。由以上分析知,实际上预期中的 1993 年地震事件已经发生了,但不是震级为 6.0 的事件,而是最大震级为 4.9 级的事件。由于第二锁固段的存在,其损伤积累到临界状态需要时间过程,这使得预期中的 6.0 级事件姗姗来迟。这表明,即使是特征地震区,【地震们】也是诡计多端,根据复发时间判断下一次事件的发生并不靠谱。以后怎么办?只有依靠科学的预测方法和长期的监测才能解决之。 参考 Lubick N. 帕克菲尔德最终还是震了 . 国际地震动态, 2005 , No.2. Bakun W H,, Aagaard B, Dost B, et al. Implications for prediction and hazard assessment from the 2004 Parkfield earthquake. Nature, 2005, 473: 969~974. 监测情况: In the mid 1980s the USGS and several California universities initiated an intensive seismic monitoring program at Parkfield. The program now includes the following instrumentation: 12 creep meters (to measure slow aseismic slip on the fault) 2 electronic distance measurement instruments (to monitor displacement) 12 GPS stations (to monitor displacement) 8 dilatational strain meters (to assess strain build-up in rocks) 3 tensor strain meters (to assess strain build-up in rocks) 12 short-period seismometers 10 bore-hole seismometers 30 strong motion sensors (to measure the ground motion associated with a large earthquake) a 2.2 km deep borehole with various instrumentation a proposed 4 km deep borehole with various instrumentation Amongst numerous other studies, earth scientists are monitoring water levels in wells and analyzing data from satellites to assess ongoing ground displacement.
个人分类: 历史事件感悟|5626 次阅读|3 个评论
从2009年意大利6.3级地震孕震过程分析,剖析地震专家误判的原因
qsqhopeiggcas 2012-10-29 22:08
从2009年意大利6.3级地震孕震过程分析,剖析地震专家误判的原因
这几天,因意大利地震学家预报“不地震”而判刑事件,全世界闹得沸沸扬扬,众说纷纭。 2009 年 4 月 6 日 ,在意大利拉奎拉发生了 M w 6.3 级地震,震前小震事件不断,意大利地震学家根据有关的数据判断“不地震”,而实际发生了强震,结果造成了重大的人员伤亡和财产损失。 该强震能被提前预测吗?震前的小地震事件是前震事件吗?之后还会有更大的地震发生吗?本文将根据我们提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论和相关预测方法 ,探讨这些问题,以达到抛砖引玉的目的。 根据我们的预测方法,孕震区域的划分需根据活动断裂的分布确定。非常遗憾,我们没有意大利及邻区的活动断裂分布图,只能根据一些经验公式粗略确定孕震区域。 Bufe 与 Varnes 依据对国外多个地震实例的统计分析,提出了 孕震区域临界半径 R 与震级 M 的统计关系为: lgR=-0.2+0.36M ( 1 ) 彭可银等 根据对中国多个地震实例的分析,也提出了如下的经验关系: lgR=0.29M+0.49 ( 2 ) 虽然上述公式是统计关系,用于实际孕震区域划分并不一定可靠,但在已知震级(下次地震震级约为6.8级)的情况下大概估算孕震空间尺度应该是可以的。根据以上公式,估算的拉奎拉孕震区域半径为 117-207km 。实际分析发现,在 150-170km 范围内,计算结果较为稳定。 地震目录数据引自美国地震信息中心( NEIS 网站), CBS 值计算时,数据时段为 1973 年 4 月 19 日 到 2012 年 6 月 6 日间的所有事件。 从图 1 看出,经误差修正后,根据 1984 年 4 月 29 日 开始的 M L 6.1 级震群事件,可预测到 1997 年 9 月 26 日 M L 6.4 级地震发生时对应的临界 CBS 值;第二锁固段以震群方式连续破裂,并与 1998 年底破裂完毕。之后,一直到 2009 年 4 月 6 日 M w 6.3 级地震发生前,小地震事件不断。值得指出的是,在 M w 6.3 级 地震发生前的 4 月 5 日 ,曾发生了 M L 4.7 和 4.1 级地震。 根据我们的分析, M w 6.3 级地震是第三锁固段在膨胀点处的标志性事件,一般而言,下一个锁固段在膨胀点处的事件震级(例如 M w 6.3 )与上一个锁固段在峰值强度点处的事件震级 (例如M L 6.4) ,相差不大。 我们推测,第二锁固段与第三锁固段距离相差较远,且非共线排列,因此第二锁固段破裂后,应力不能迅速转移到第三锁固段使之变形破裂到膨胀点,因此存在着 1998 年底到 2009 年 4 月 6 日 之间的应力转移时间段,在此时间段发生的小地震是因为应力转移导致的,之间的小地震并不是 M w 6.3 级地震的 preshock 事件。 M w 6.3 级地震发生前两个月的小地震,包括震前前一天的 M L 4.7 和 4.1 级地震,并不是 M w 6.3 级地震的 foreshock 事件。显然根据这些小地震事件,无法判断后续 M w 6.3 级地震的发生。写到这里俺想,搞不明白的事儿还是不说为好,没人会把你当“哑巴”卖了。 意大利地震学家说“不地震”,情有可原,因为他们不明白孕震断层多锁固段连续或间断破裂的情况,且说“不地震”的概率要大。 现在,大家弄明白了吧。愚弄意大利地震学家的是“多锁固段”的存在。在一个地震区内,只要存在有锁固段,它们必须全部破裂完毕,直至主震发生才肯罢休。在一个地震区内,是否还有锁固段未破裂呢?这需要根据地质与地球物理的调查,结合地震活动性的判断,才能确定,这应是地震学家们未来的重点研究方向。 在一个地震区,某个强震发生后,在未来不太长的时间范围内,是否还有与之相当的强震或更大的强震事件发生呢?最简单的方法是研究该地震区的历史强震记录,若实际发生的强震震级未达到历史强震震级,大多情况下,后续还会有强震事件发生。 根据我们的理论, M w 6.3 级地震也不能被预测,但可以提前做出判断。我们可以根据 M w 6.3 级震群事件预测下一次强震。 由于 2009 年 M w 6.3 级地震是第三锁固段在膨胀点处的事件,当到达峰值强度点时,必有更大的事件发生。我们预测的震级是 M w 6.8 级,地点在拉奎拉附近,临界 CBS 值是 2.02E+08(J 1/2 ) 。预计 M w 6.8 级强震发生前,在该地震区还将发生多次Ms3.0-5.6级左右的preshock事件,望意大利有关部门早做抗震减灾的准备工作。 2009 年的 Mw6.3 级地震,意大利地震学家是错过了,且遭受了牢狱之灾。希望意大利地震学家们振作起来,将功补过,将之后的 M w 6.8 级地震预测成功。 还是古语说得好:亡羊补牢,未为晚矣。 备注:等我们拿到有关的活动断裂分布图后,将做更为准确的分析。 图 1 意大利拉奎拉地震区( R=150km ) 1973 年 4 月 19 日 至 2012 年 6 月 6 日 CBS 值随时间变化曲线 (误差修正已被考虑) 参考 秦四清,徐锡伟,胡 平等.孕震断层的多锁固段脆性破裂机制与地震预测新方法的探索.地球物理学报, 2010, 53(4):1001-1014. Bufe C G, Varnes D J. Predictive modeling of the seismic cycle of the greater San Francisco bay region. J. Geophys. Res.,1993, 98: 9871~9883. 彭克银 , 尹祥础 , 和锐 . 用临界点理论讨论应变能加速释放现象和孕震区尺度 . 中国地震, 2003 , 19(4): 425-430.
个人分类: 科研随想|4702 次阅读|0 个评论
昭通Ms5.7级地震孕震过程分析
热度 2 qsqhopeiggcas 2012-9-7 14:27
昭通Ms5.7级地震孕震过程分析
昭通地震区的孕震过程符合我们提出的孕震断层多锁固段脆性破裂理论( s f (k)=1.48 k s c , k 是锁固段个数),是一个典型的多锁固段破裂实例(图 1 )。预测的 CBS 临界值为 s f (2)=6.3E+07J 1/2 ,实际发震时的 CBS 值为 6.6E+07J 1/2 (红色箭头所示),两者相差不大。 对该 Ms5.7 级地震的预测实践表明,中强震的孕育过程遵循着确定性的规律,强震可以预测。 图 1 昭通地震区 1973.4.22-2010.5.31 间累积 Benioff 应变与时间关系 ( 横坐标轴时间减去 3000 年为真实年份 ) 扩展阅读 秦四清,云南昭通 5.7 级地震被成功预测 http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=575926do=blogid=610095
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GMT+8, 2024-4-24 06:15

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