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仇勇海的博客

关于地震预测预报

 
 
 

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关于我

1970年中南矿冶学院地球物理勘探专业毕业后留校任教,从事电法勘探的教学和科研工作。1984年获得国家自然科学基金的资助,该项目“电流场与金属矿晕”1989年获中国有色金属工业总公司科技进步三等奖。1997年晋升为教授。“铜电解液净化工业生产试验”1999年获国家有色金属工业局科技进步三等奖。2000年获得政府特殊津贴。著作:地电化学基础及应用,译著:自然电场法文集,均为中南工业大学出版社出版。

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地震是可以预测的(19-科学价值)  

2008-06-09 23:49:34|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 科学价值

1966年邢台地震以后,国家组织全国广大的地球空间科技工作者,投身于以地震预测为目标的观测与研究工作,将地球物理、地震地质、水文地质、地球化学、大地测量等诸多地学学科领域的方法和技术移植到地震预测的实践中,建立起多学科多测量项目的地震监测台站。作为地震前兆的观测方法很多,有地应力,地震活动性,地变形,重力,地磁,视电阻率、地下流体、自然电位等等。在此我们对上述一些方法的震前、临震异常加以比较并进行扼要评述。

在地球构造力的作用下,地壳岩层内部产生一种阻止岩石变形的力,这就是地应力。当地应力达到并超过承载能力的破裂极限时,岩层就突然破裂形成地震。因此,研究地应力的空间分布持续及其随时间变化规律,无疑对地震预报具有积极意义。唐山市二中土应力,其幅度为190微安,在1975年11月就出现异常;山海关一中、河北山河气象站在1976年4月出现土应力异常;天津宝坻杨家口在1976年5月出现土应力异常;石家庄市五七干校和北京通县觅子店土应力在1976年7月出现异常。土应力显示的临震脉冲异常,它足以提醒人们必须引起足够的注意,大地震可能即将来临!多一个能够反映临震异常的信息,提供作出预报时参考,有什么不好?土应力是地震预测中的重要手段,值得提倡。

一个个能够获取有关地震前兆的信息的简单方法,“土地电”、“土应力”、“土地磁”在上世纪八十年代初被打入冷宫至今近三十年了!正是这些老“土”在海域地震、唐山地震、松潘地震、盐源地震的预测预报中立下了汗马功劳。不尊重科学,不尊重知识,势必遭受灭顶之灾!

在一些地震区在主震发生以前,在主震区附近发生了一系列小震;在一些地震区,在主震区附近虽然没有发生小震,但在地震前的一、二年时间中,在其周围地区发生了地震。从1976年到1986年,在我国发生的9次7级以上大地震中,记录到有前震震例的只有3次,即1975年海城7.3级地震、1976年龙陵7.4级地震和1966年邢台地震。以上资料表明,在上述三个有前震的实例中,邢台地震序列前震的强度、较强前震的频度以及前震活动时间延续的长度都占首位。

   为了确定地震发生的影响、地点、强度,测震是必要的观测方法。实践已经证明,并不是每次大地震之前一定会有小地震,因此,不一定“小震闹,大震到”。地震成因是复杂的,可能有小震而无大震,也可能无小震而大震到,因此以有无小震活动作为前兆,预测地震不具有普遍意义。如果在一个地区有若干次地震而没有发生大地震,该地区应该列入重点地震监测区。

在地应力的作用下,地壳将发生水平形变、垂直形变,但这种形变速度非常之慢,所以地壳形变的观测结果,作为中期地震趋势分析是可行的。

观测大地震前后的重力变化,对于了解深部地壳环境的变异及研究地震的成因机理等方面有一定意义。地壳形变的结果,导致地面高程差发生变化,导致地下岩石的孔隙度发生变化,但这种变化对于整个地震区的质量亏损是微不足道的,因而重力异常变化值很小,也就是说地震区物质密度的改变,不足以产生显著的重力异常,即使在地震后地面错位几米,沉降几米,也都不可能产生脉冲式的重力异常。

地震前后地下岩石的磁性没有发生改变,仅仅产生几至几十nT的磁异常,同样主要是地壳形变的结果。因此,重力、地磁异常作为中期地震趋势研究的手段,直接用于确定地震发生的时间、地点还为期过早。一个方法能否有效,取决于地球物理物性前提有无质、量的改变。

在地震前兆观测中,各种方法有其特点,也有其弱点。需要互相印证进行综合解释。为了有效解决地震预报问题,对重力、地磁异常作了客观评价,因为它们对于受微弱应力变化而流动的地下水不那么灵敏,因此对于反常地磁场日变观测等,作为地震预测的研究课题是可以的,但作出临震预报暂时还有困难。

视电阻率异常和自然电位异常都与地下介质钟的水份含量有关,但自然电位差异更取决于水的流向和压力,而视电阻率与水的流向与压力无关,因而它们的异常特征明显不一样,灵敏度也显著不同。在电阻率的观测中,当水溶液到达电阻率法的有效勘探深度的范围内以后,才使得电阻率有异常显示。因而视电阻率异常相对于自然电位异常而言,要迟钝得多。

事实上,视电阻率震前异常比临震异常要明显得多,因而,视电阻率异常作为震前异常来分析比较合适。

在此指出,在电视电阻率的观测中,AB供电电极的电极距达到3000~4000米,而自然电位的观测中MN测量电极仅埋在地表下2米左右,有些人认为视电阻率法勘探深度大。这显然是误解。在上世纪八十年代初,把研究重点放在视电阻率的观测上,同时淘汰土地电,这是不尊重科学的错误决策!

自然电位

(1)灵敏度高

地下介质中有无数的裂隙、孔隙,而且充满了水溶液。在电法勘探中,正是裂隙、孔隙中的地下水,起到了传导电流的作用。即使在干旱的西北地区,人们通过A、B供电电极,同样可以把几十安培的电流通入地下。在西北地区,由于年蒸发量显著大于年降雨量,因而地下水向上迁移到达地表,在地面形成了一层盐碱地。任何植物的生长都离不开水!

水溶液不象气体,可以压缩。在地下若干公里深处的地下水,受到微弱应力的作用,它便要发生迁移。在讨论流动电位时,我们以二氧化硅颗粒的双电层形变形成电偶极子加以解释。事实上,不仅是颗粒,任何固液相界面都存在双电层。对于微裂隙而言,其固相可以看作许多颗粒的集合体,因而地下水的迁移,使得固相表面分散层中的正水化离子位移,同样形成了无数的电偶极子。正如导线传导电流那样,由于电子导体中有无数的自由电子,只要导线两端存在电位差,那么接通电源的瞬间就产生了传导电流,并不是导体一端的自由电子移到导体的另一端。在裂隙、孔隙中的地下水,只要存在水的压力差,无限长的地下水“管道”中的离子导体要定向迁移,并不是地下数公里处的那滴水流到地面。因而,人们在地面观测到的脉冲自然电位临震异常,是地下水受微弱应力作用的结果。所以,自然电位临震异常灵敏度特别高。

(2)预测时间

海城地震前1~2天,甚至几个小时,几十分钟,自然电位(自然电流)出现突跳,它们与地下水位的急剧变化有关。海城地震前有25个测站有异常,占观测台数的53%;唐山地震前自然电位临震异常同样呈现脉冲式突跳异常,这可作为自然电位临震异常的特征曲线,从唐山地区的51个土地电观测资料表明,唐山地震前有34个测站出现了异常,达到观测台站总数的67%;松潘地震前的情况、盐源地震前的情况也都是如此。因此,据自然电位临震异常,可以在地震前几天或几个小时作出预报。当然,在震前几个月,同样有自然电位异常显示。

(3)预测地点

自然电场法临震或震前异常往往出现在断裂带或断裂带附近,。海城地震前土地点突跳次数、幅度,越接近震中,突跳现象越强烈,而向周围地区突跳频次和幅度均渐减弱,同时具有震前、临震异常的观测台站集中分布于距震中50公里的范围内;在唐山地震区,距震中30公里的范围内临震异常点密集,距震中80公里的范围内临震异常点比较多,距震中120公里的沙河寨也观测到临震异常。据此,可以把自然电位临震异常的距离定为50~100公里,临震脉冲异常幅度大,频率高可以作为震中区来考虑。这就需要在地震预测区,增加自然电位观测点,必须要有一定的数量,才可以根据异常点平面分布情况,圈定可能的震中区域。

科技发展

顾功叙老前辈曾经指出:“测震是基础,以它监视大小地震的发生,取得真正来自地壳深处的信息,这是其他任何前兆不可能做到的;地形变的确比较直接显示地壳深部震源区的变化,事实说明,在各次地震发生的时刻,大都在震中区出现地面形迹,常常是极为显著的;地下水作为地震前兆的可能性是由于地下水受微弱应力变化而流动,是很灵敏的,同样在特别奖地震发生的时刻,震中区也常常出现显示的地下水溢出;这三种前兆观测是最基本的。把测震、地形变、地下水三者排列在前面是正确的,体现了识别和选择是有物理学依据的"。

科学技术是不断发展的,正因为地下水受微弱应力变化而流动,那么,地下水流动而形成的自然电位必定是最灵敏的。

根据实际观测资料,地应力(含土应力)在震前异常同样比较明显。把测震(地震活动性)、地壳形变,地下水、自然电位、地应力作为地震预报前兆观测必须测定的项目,走具有中国特色的地震预测预报道路,可望避免唐山地震、汶川地震的悲剧重演。

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