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如何实现地震预测?

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地震预测,无疑是地震学研究的皇冠。

若能实现,就能大幅减轻破坏性地震带来的巨大经济损失与人员伤亡。

这是极具吸引力的课题,同时也极具挑战性。

它的难,不像是破解哥德巴赫猜想那样的难。

它是,窥探“上天”旨意的难。

科学地讲,地震预测是一个多学科交叉的物理问题。

既然是物理问题,那就既需要理论发展,也需要大量观测数据来检验与预测。

完全是既要又要,难上加难。

具体地,地震孕育与发生涉及:流变学,断裂动力学,弹性力学,弹塑性力学,非线性力学,摩擦学,材料学,热-流体-(孔隙)弹性等多场耦合,等等。

抽丝剥茧,关键因素是什么?

最基本的因素是什么?

能量的积累与释放,

具体而言,是弹性势能与重力势能的积累与释放。

其中,弹性势能是主导。

因此,若能监测弹性势能的时空演化,地震预测是不是就有希望了呢?

弹性势能的积累是由于形变造成的,形变又与应力一一对应。

换言之,监测应力就行了。

因此,地应力场时空演化测量可能是真正破解地震预测谜题的必经之路。

然而,这个事情不好做。

就目前的技术,地应力测量最大深度不过1km左右。

而地震,尤其是破坏性地震,其发生深度通常都在10km左右。

完全是隔靴搔痒。

那么,我们如何才能把地应力测量技术提高,到达地震孕震深度。

提高的方式可能有两种(纯个人观点):

直接测量与间接测量。

直接:大力出奇迹,简单直接。

间接:能否通过地震波,形变场,震源机制解变化来获得呢?

这是一个open question。

最近,有研究表明可利用大地震前后地应力场的旋转(如震源机制解的变化,地形导致应力场变化等),来测量绝对地应力场。

(Yun, N., Yue, H., Zhou, S., & Xu, W. (2022). Absolute tectonic stress inversion in the 2016 Mw 7.0 Kumamoto earthquake source region using topography and rupture models.Journal of Geophysical Research: Solid Earth,127(8), e2021JB023204.)

构思巧妙,值得关注。

若真有一天,

能准确测量孕震层深度的绝对应力场,

那,我们就能实时监测各断层,

得到应力时空演化云图。

从而,距离“窥探上帝,预测地震”,更近了一大步。

哦,对了,目前有个网站:

https://www.world-stress-map.org/

汇总了全球地应力场测量结果:


全球地应力场测量结果汇总(2016年版)

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