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1、3关于中国地震孕育和前兆机理研究的讨论李世愚 吴忠良 张天中 许力生 范洪顺 王健 陈运泰(中国地震局地球物理研究所,北京,100081)摘 要 地震预测研究面临低水平的预测与政府和公众的高期望值的矛盾。加强机理研究是根本出路之一。地震前兆观测属于广义地球物理反演,它不应照搬地球物理勘探的现成方法,而应找出新的思路。中国与美国、前苏联和日本等国家地震发生的构造背景不同,应发展适合中国大陆地质条件的震源物理理论和方法。地震前兆机理研究存在3个完备性问题:①地震前兆存在性与不存在性的正反两个方面的论证;②前兆物理量的可测性论证;③实验模拟条件的相似性论证。这3个完
2、备性是判断该研究是否成熟的重要标志。地震预测实验场的设立,不宜采用无把握的“守株待兔”的办法。建议将实验场设立在必然有多次发生诱发构造地震可能的矿山或大型水库。主题词:地震孕育;前兆机理;震源物理;完备性则属于广义地球物理反演。它们的共同点是在1 地震预测研究的困境地面上进行观测。它们的区别在于,前者只要求X 当前地震预测研究的现状是:①几十年得到静态图像,后者则希望得到图像随时间的来,地震预测的尝试经历了多次反复,尽管人变化。地震前兆研究的问题是:它的观测条件比们发展了多种手段和方法,但是在国际上经过地球物理探测恶劣得多。地球物理探测的观测较严格评审得到认可
3、的前兆,只有寥寥几种;条件比较正规,被观测的对象在几十米至几千②地震危险区划的一些结果不甚理想。地震预米的深度,可以通过钻探验证和评价反演结果。测研究所面临的困境是:低水平的预测与政府即使如此,它所进行的反演仍然不得不求解病和公众的高期望值的矛盾。其主要原因,除了缺态方程组,存在多解和不稳定的困难。地震前兆乏高质量、足够数量的观测数据和震例之外,处于稀疏观测,被观测的目标位于地下十几千就是对地震的机理研究不够。对此,一些科技米至几十千米的深度,不能通过钻探验证和评发达国家采取弥补的办法是把相当大的比重放价反演结果。影响观测数据随时间的变化有多在基础研究上,包括观
4、测、理论研究和实验模种因素,其中非地震前兆的信息往往大于地震拟。机理研究不够,观测也就失去指导,成为盲前兆信息。为了提高观测的分辨率,大面积、有目的行为。重点地改善观测条件的努力是必要的,但是,地震发生的区域广大,时空多变,震源破裂区的尺2震源物理和地震前兆物理研究的现状度可能又远小于孕育区,这些因素决定了这些有关震源物理和地震前兆物理研究的内容努力尽管有所成效,但无法从根本上解决问题。和历史,可参见李世愚、陈运泰(1996)和陈运因此,先得到静态图像,尔后进一步得到它的时泰等(1996)的文章。由于历史的原因,地震前空变化的企图已经越来越成为一种陈旧的想兆的观
5、测基本上沿袭了早期地球物理和地球化X本文得到地震学联合基金重点项目9507435资学勘探的设备和方法。地球物理勘探的数据处助;理属于地球物理反演,而地震前兆的数据处理 中国地震局地球物理研究所论著:98A02066。—1—©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.法。当前地震前兆研究技术的新突破就是,在得3条:①政治经济条件的异同;②地质构造条不到分辨率足够的静态图像和难以分辨非地震件的异同;③人文背景的异同。其中第①和第前兆因素的条件下,从稀疏观测中将静态背景③属于社会学和
6、人文学科,这里只讨论第②条。以及各种非地震因素信号分离出去,直接求得美国地震学界多采用断层成因说,用岩石与地震前兆有关的信息,主要是找出一定区域粘滑实验和摩擦本构关系模拟地震序列,发展范围内的介质对外来扰动的响应,这是地震前了地震破裂起始理论(有人翻译为地震破裂成兆的研究在理论上与物探的不同之处。近期遥核,但我们认为这是个非专业的提法),但对地感技术的应用就是很好的例子,它为地震前兆震预测多持悲观、否定态度。而美国强震的主要研究寻找了新的出路。发生地区在加州。该州地震的迁移以及重复发80年代以来,非线性动力学在地震学中的生与圣安德烈斯等断层的活动直接相关,但在应
7、用,为解释前兆的无序-有序发展提供了全圣安德烈斯断层没有发现热流异常,几次强震新的思路,但也遇到物理基础先天不足的问题,前也没有看到明显的前兆。这是因为圣安德烈缺乏相应的动力学基本方程。这种解析的基本斯断层属于板块边界附近的转换断层,地面多方程在其他比较成熟的学科都可以列举一二,有出露,它是应力集中所在地,但可能不是驱动例如气象学中的洛伦兹方程,天体力学中的二力源所在地。驱动力源可能在板块边界海底部体问题和三体问题,流体力学中的伯努里方分,由于海水的屏蔽作用,可能难以测得地震前程,等等。最近,利用非线性动力学的理论和方兆的热动力异常及电磁异常。该州民居多采用法与
8、具体的前兆物理机制相结合
