孕震系统(地震区)在演化过程中,总会收到外界和内部某些因素的扰动,如外界荷载的变化、潮汐作用、应力涨落、地震波作用等。注意哦,所谓扰动,指与驱动板块与断层运动的力----地幔对流相比十分微小的力。
为便于理解扰动对系统稳定性的影响,以小球稳定性(图1)为例加以说明。如小球位于平衡位置b点,受外界扰动作用从b点到b’点,扰动作用去掉后,小球围绕b点作几次反复震荡,最后又回到b点,这时称小球处于稳定状态。如果小球的位置在a或c点,在微小扰动下,一旦偏离平衡位置,则无论怎样,小球再也回不到原来位置,则称小球处于非稳定状态。

图1 小球的稳定性
显然,只有小球处于非稳定状态时,扰动才可能导致其失稳;反之,小球处于稳定状态时,扰动不能导致其失稳。
学过岩石力学的童鞋们知道,通常认为受载岩石处于峰值强度点时,其处于非稳定状态,适当的扰动可触发其失稳。对孕震系统而言,也理应如此。然而,我们的研究表明,尽管某次标志性地震对应着第k个锁固段的峰值强度点,但发震载体为第k+1个锁固段的体积膨胀点;预震发生在在体积膨胀点与峰值强度点之间;只有主震发生最后一个锁固段的峰值强度点。这意味着如果扰动能能影响孕震系统的稳定性,只有在主震时才能见分晓。遗憾的是,当前各地震区主震尚未发生,且距主震临界状态尚远。鉴于此,当前及过去长期一段时间发生的地震均与扰动作用无关。
若不信,我们看几个实例。
以昆仑山口西地震区(图2中编号14)为例,该区已发生了3次标志性地震,即1924年7月3日和14日新疆民丰东MS7.25双震、1973年7月14日西藏尼玛北部MS7.5地震与2001年11月14日青海昆仑山口西MS8.0地震(图3)。可看出,1997年西藏玛尼MS7.3地震是该区第2锁固段在峰值强度点前的1次显著前震,该震发生后昆仑山口西地震区处于临界状态,直至2011年才发生MS8.0地震,滞后约4年,期间曾发生诸多低于MS5.6(Mv=MS5.6)的中小地震(图4),其中最大一次地震为1998年1月13日玛尼MS5.4地震,显然这些地震均能引起应力涨落,但即使最大的一次也并未能级联性地发展成标志性地震;;此外,在长达约4年的时段潮汐效应也能起到扰动触发作用,该地震区应在达到临界状态后不久发生标志性地震。然而,事实并非如此,说明扰动不会引起标志性地震的发生。

图2 中国及其周边地震区划分图

图3 考虑误差修正后昆仑山口西地震区1924.7.3-2015.11.21之间M
S≥5.6地震的CBS与时间(t)关系

图4昆仑山口西地震区1997.11.8-2001.11.14间MS-t图
再以汶川地震区为例(图2中编号9),该区自1976年8月松潘-平武MS7.2前震震群发生后,处于临界状态(图5),直至2008年5月12日汶川MS8.1地震发生,滞后约32年。在长达约32年期间内,既有内外和外部的应力扰动、地震波作用(如2001年昆仑山口西MS8.0地震)、潮汐效应等,但无济于事,并且汶川地震也并没发生在2008年5月份的潮汐组合期间。

图5 考虑误差修正后汶川地震区638.2.14-2015.11.21之间MS≥5.5地震的CBS与时间(t)关系
接着再谈谈外界荷载变化对孕震系统的作用,还是举例说明吧。
这些年北京新建了许多高楼大厦,人口和汽车数量等猛增,这些荷载叠加起来比潮汐效应厉害多了,为何没能触发较大的地震?嗯,北京地下是有活动断层滴,历史上也曾发生多次不小于6.0级地震。
上述分析有力地说明,除主震外的其它地震,扰动不会影响孕震系统的稳定性,起决定作用的是地幔对流这个驱动力。嗯,“蚂蚁”永远是蚂蚁,绝不可能视为“大象”。
任何学说,必须要有基本原理和坚固证据的支撑,否则就是“空中楼阁”。
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