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地震活動週期

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地震活動週期或稱地震的週期性活動,是指地震活動的活躍期和平靜期交替出現的特點。一個地區或一個地震帶,在地震強烈活動以後,往往需要經過一段相對平靜的時期才會再度活動,一般認為這是由於在活躍期中,地震釋放了大量能量,需要有足夠的時間重新積累能量,當能量足以使岩石變形、破裂,地震活動方能再次活躍。
中文名
地震活動週期
相    關
地震
領    域
地質
地震活動週期
幾百年的長週期

目錄

地震活動週期定義

地震活動 地震活動
活躍期中的地震,除次數增多外,大地震也增多。兩個活躍期之間的時期稱平靜期。通過對歷史地震和現今地震大量資料的統計,發現地震活動在時間上的分佈是不均勻的:一段時間發生地震較多,震級較大,稱為地震活躍期;另一段時間發生地震較少,震級較小,稱為地震活動平靜期;表現出地震活動的週期性。每個活躍期均可能發生多次7級以上地震,甚至8級左右的巨大地震。地震活動週期可分為幾百年的長週期和幾十年的短週期;不同地震帶活動週期也不盡相同。

地震活動週期與特大地震

俄羅斯科學家預言2018年前世界將發生大地震,破壞力堪比2004年的印尼海嘯。該結論是基於俄地震學家所研製出的一種能記錄地震生成過程並預測地震的模型。俄羅斯科學院國際地震預測理論和數學地球物理學研究專家弗拉基米爾·科索博科夫説,這場地震的震中可能位於以下5個地區之一:美國和加拿大西部交界帶、智利、克什米爾、印尼蘇門答臘島和安達曼羣島附近的印度洋。俄科學家新的“M 8S計算法”可以對地震進行中期(幾年內)預測。專家發現,大地震具有明顯的週期性,在週期的末期地震的活動會加強。例如,20世紀所有4場特大地震都發生在一個很短的時期內:1952年堪察加發生9級地震,1957年阿拉斯加安德烈亞諾夫羣島發生9.1級地震,1960年智利發生9.5級地震,1964年阿拉斯加威廉王子海峽發生9.2級地震。俄地震學家認為,單獨的個體不太可能具有這種密集性。俄地震學家指出,在他們所研究的半徑3000公里範圍內的262個週期中,有124個地震週期出現活動加強的徵兆[1]。
地球自轉加速度的四年變化
從1955年以後,用近代儀器觀測到,地球自轉加速度約每四年就有一次突然的變化。平緩的變化可能是由於地幔與地核的角動量交換,但突然變化的原因還不清楚。根據美國華盛頓和理士滿(Richmond)兩地測得的地球轉速季度平均值的變化,可用一條折線近似地表示,其轉折點各在1957.79,1961.93和1965.61。在這些點上加速度的變化是急劇的,但速度是連續的。這個現象有無特別的物理意義,尚難斷定。季節性的日常變化約為0.6毫秒,相當於±60×10-10,並且各年幾乎相同。季節性的加速度約為±650×10-10/年。這個變化主要是由於風引起的,但潮汐也有影響。
強潮汐的準四年週期
2004年,我們在研究特大潮汐時,意外發現月亮近地潮和太陽近地潮有四年週期的疊加關係,與地球自轉加速度四年週期變化一一對應。由於這個變化受到日月大潮的強烈干擾,所以潮汐強度表現為準兩年震盪、準四年震盪和準六年震盪,並且疊加日有規律地遞進變化。在地球近日點(1月3-4日)附近,月亮近地潮和日月大潮的疊加形成最強的特大潮汐。
準四年週期現象
從1951年到1977年,1月6日和8日的月亮近地潮與1月3-4日的太陽近地潮疊加每四年重複一次,有四年準週期。遞進變化是有規律的。1957年、1961年和1965年都在1月17日(地球近日點附近)有月亮近地潮和日月大潮的疊加,形成最大和較大潮汐形變,影響地球自轉速度,對應準四年變化週期,。這種情況一直延續到1977年才由1月17日變為1月16日。而且,同日的日月大潮消失。四年週期中,有時三年情況重複,有時兩年情況重複,四年中有一年為最強潮汐,位置不斷變動,最強潮汐年的準四年變化可持續6-8個週期。預計在月亮近地潮、日月大潮與1月3-4日的太陽近地潮當日疊加將形成最強潮汐,造成全球最嚴重的自然災害。月亮近地潮和太陽近地潮準四年週期的疊加關係與全球災害有很好的對應性,這為強潮汐導致全球災害提供了新的證據[5,6,7,8,9,10]。根據潮汐強度判斷,起始於1953年的地球自轉加速度4年變化可能延續到1969年,在1973年減弱,1977年消失。1966年、1970年、1974年、1978年具有相同的潮汐條件。
2013年4月20日上午,雅安市蘆山縣再次發生7.0級強烈地震,讓正準備紀念汶川大地震五週年的四川省再次陷入悲慟。
與汶川一樣,距其僅100餘公里的雅安市蘆山縣也處於龍門山斷裂帶上。這條規模大且位置特殊的斷裂帶位於四川盆地與青藏高原東緣之間,斜跨北東南西方向,長約400公里,寬70公里。
財新記者發現,對於龍門山斷裂帶在汶川地震之後的活動,科學界有不同説法。有的認為強震之後再發強震的可能性很小,也有人認為汶川地震後對地質結構的破壞正在累積,強震的可能性正在增加。
根據中國地震局地質研究所研究員冉勇康團隊的研究,他們發現,汶川所處的龍門山斷裂帶曾在距今約3000年和6000年左右的時間,分別發生過兩次8級左右強震。該所所長張培震曾於2012年4月對《中國科學報》解釋説:“冉勇康的最新研究表明,龍門山強震的復發週期為3000年左右。”
汶川強震不到5年,龍門山斷裂帶再發強震,是否與地震局做出的“3000年復發一次”的結論相矛盾?
國外的一些研究亦與上述結論意見相左。2008年9月,美國學術期刊《地球物理學研究通訊》(Geophysical Research Letters)上曾發表由日、美科學家合作的研究成果。該報告認為,汶川大地震使三條位於青藏高原的活動斷裂帶更加接近斷裂狀態,並有可能觸發或加速新的7級或以上強震在這些斷層上發生。
美國地質調查局科學家羅斯·斯坦(Ross S. Stein)當時曾對媒體表示,“一次大地震更可能引發另一次大地震,而不是更少。我們通常認為地震會釋放某個斷裂層的壓力。對那個特定的斷裂層來説,此話不假;但對臨近的斷裂層來説,就不是這樣了。”
這份報告參照汶川地震引起的應力變化和過去十年裏觀測得到的背景地震發生率,該研究組對汶川附近地區在未來10年裏發生破壞性地震的概率,以及可能的空間分佈進行了預測。結論為,在該區域再次發生6級以上地震的機率在57%至71%。發生7級以上地震的機率在8%至12%,但在未來30年裏,該區域發生7級或更大地震的機率上升至23%和30%之間。
該報告還提醒,中國應在地震高危區系統檢查建築物安全,做好防震教育。
中國地震局地質研究所副研究員馬文濤對財新記者表示,前述研究中所謂的“復發週期”,實際上指強震原地復發的週期。蘆山再發強震,並非汶川之餘震,並且,根據初步定位,蘆山地震源於龍門山斷裂帶的南段,與汶川地震東北段的活動位置有所不同。
實際上,前述關於復發週期的研究,主要是建立在古地震歷史的統計研究上,研究者只是統計了歷史上該地發生地震的時間間隔,就得出了龍門山強震復發週期三千到五千年的結論。
但是該所所長在各種場合所表態的復發週期三千年,都是指汶川所在的龍門山斷裂帶,而不是單純指汶川一地。畢竟“汶川所在的龍門山斷裂帶”和“龍門山斷裂帶上的汶川地區”是完全不同的兩個概念。
馬文濤指出,汶川地震之後,中國地震學界也有研究者認為,這次發生地震的龍門山斷裂帶南段有活動的可能,甚至有觀點認為,其南段的破裂是“遲早的事情”,但究竟是“遲”是“早”,並無法判斷。
“在研究地震方面,人類還是小學生。”馬文濤認為,地震是小概率事件,對於龍門山斷裂帶南段的活動情況,科技水平並無法預測具體發震時間。他表示,由於科研和實際抗震工作的延時性,龍門山斷裂帶地區尚未針對上述南段破裂的猜測做出相應抗震規劃。“在建造大型工程時,會考慮到對這裏的影響,但對於民居,並無硬性要求。”
在地震中,造成慘重傷亡的,恰是抗震性能較差的一般民居。馬文濤建議,今後國家或可出台強制政策,對斷裂帶上的危舊民居進行搬遷或加固。
[1] 
相關專家指出,地震活動是有一定週期性。但每個週期的長短是有差別,原因是一次大地震把某個地震帶內所積累的能量釋放得差不多了,因此,必須再積累一個時期才能再發生大地震,這樣就出現一個相對平靜的時期,這個時期的長短,取決於地殼運動的強烈程度。
此外,也有的地震是沒有周期的。這跟地質情況有關,比如河北邢台,大約100年左右是一個週期,因為斷層帶的地殼是有規則的移動,當地下的能量積累到必須使地殼發生移動時,地震就發生了,這種地震是有周期的。
而絕不是所有的運動都是有規則的,規則之外的運動,就促生偶然的地震,偶然的地震往往能量巨大,瞬時引發,並不是週期內。
[2] 
通過對歷史地震和現今地震大量資料的統計,發現地震活動在時間上的分佈是不均勻的:一段時間發生地震較多,震級較大,稱為地震活躍期;另一段時間發生地震較少,震級較小,稱為地震活動平靜期;表現出地震活動的週期性。每個活躍期均可能發生多次7級以上地震,甚至8級左右的巨大地震。地震活動週期可分為幾百年的長週期和幾十年的短週期;不同地震帶活動週期也不盡相同。
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參考資料