中美研究者揭秘震级最大深源地震

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中美研究者揭秘震级最大深源地震
时政新闻新华网林小春2013-09-20 12:30 我要分享
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新华网华盛顿9月19日电 今年5月24日，邻近俄罗斯的鄂霍次克海发生震源深度为610公里的8．3级强震。中美地震学者的研究表明，这一深源地震释放出大约36兆吨TNT炸药爆炸的能量，相当于约2300个广岛原子弹爆炸的威力，创下震级和能量释放最高纪录。

美国加州大学圣克鲁斯分校的中国在读博士生叶玲玲及其美国同事，19日在《科学》期刊上报告说，他们利用全球数百个地震台站记录的数据，分析了今年5月发生的鄂霍次克海深源地震，发现该地震释放出了有记录以来空前强大的能量。

此前震级和能量释放最大的深源地震是1994年的8．2级玻利维亚地震，其震源深度达635公里。与之相比，上述鄂霍次克海深源地震释放的能量是前者的3倍。

分析结果显示，此次鄂霍次克海地震的破裂速度约为每秒4公里，在长约180公里、宽约50公里的断层面（即岩石之间的破裂面）上发生了平均约2米的滑动，最大滑动位移达10米左右。叶玲玲对新华社记者说：“这是目前观测到的破裂最长的深源地震。”

深源地震是指发生在地表以下400公里到700公里的地震，一般发生在俯冲板块内。地球上有记录以来的最深地震发生在地下约700公里处。由于震源较深，这类地震对地表产生的危害较小，其地震发生机制及地震破裂发展过程至今仍是未解之谜。

目前一般认为深源地震的发生可能与流体、熔融或者矿物“相变”有关。叶玲玲对记者说：“此次地震破裂过程以剪切滑动为主，与浅层地壳中发生的地震很相似。很难想象在610公里深岩石的压力（2万个大气压）下，两块岩石能像地表一样在断层面上发生滑动。”

研究人员通过对比发现，此次鄂霍次克海深源地震与1994年玻利维亚深震在破裂速度、能量和应力释放等方面存在显著不同，可能是由它们所对应的俯冲板块的年龄和温度不同所致。俯冲到鄂霍次克海下方的太平洋板块较冷，而玻利维亚地震所对应的俯冲板块温度较高，产生了较多的黏性变形并耗散了更多能量。

研究人员还猜测，鄂霍次克海地震可能发生在已存在的断层面上。这一断层曾发生浅层地震，之后该断层随着俯冲的太平洋板块以每年大约8厘米的速度，从千岛群岛－堪察加海沟下插到了鄂霍次克海下方。

叶玲玲说，尽管他们不清楚这场地震是如何开始的，但发生深源地震的俯冲板块内应力分布情况，可能与造成巨大灾害的浅源地震有密切联系，对深源地震的研究有助于深入理解地震发生和进一步发展的条件

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科学家是什么时候开始重视深源地震的？

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根据震源深度，可把地震分为浅源地震（0—70公里）、中源地震（70—300公里）和深源地震（300—700公里）。对于同样大小的地震，由于震源深度不一样，对地面造成的破坏程度也不一样。震源越浅，破坏越大，波及范围也越小，反之亦然。我们一般所遇到地震都属于这种浅源地震。全世界百分之九十五以上的地震都属于浅源地震。深源地震约占地震总数的4%，所释放出来的能量约占地震总释放能量的3%。深源地震大多分布于太平洋一带的深海沟附近。深源地震一般也不会造成灾害。深源地震形成原因。按照板块论的观点，那是由于一个板块的一部分，俯冲到另一个板块之下，由于这一部分板块在高温条件下，发生体积增大而引发生地震。
   在我国曾多次发生过深源地震。据国家地震台网测定，北京时间2009年4月18日11时56分，在中国吉林省珲春市（北纬42.7度，东经130.7度）发生5.3级深源地震，震源深度约540公里；
2013年4月4日23时中俄交界处发生6.5级地震（北纬42.8度，东经131.1度），震源深度570公里；
吉林珲春2013年4月5日晚9点发生6.5级深源地震，当地无震感。此前的1月8日，在此地，也发生过深源地震，对当地生活并未产生影响；
  另据中新网电 美国地质勘探局网站消息，北京时间2013年5月14日上午8点32分，北马里亚纳群岛的阿格里汉岛以西42公里处发生7.0级地震，震源深度603.4公里。

   根据板块论的观点，深源地震发生后，在一些地方地面应该出现比较大的沉陷，但是并未发生此种情况。这种现象和浅源地震的地震前兆一样，板块论都无法作出合理的解释。为了弄清这个问题，本文根据《从地球内部物质运动分析地震》一文的论点，对深源地震作一分析。在探讨浅源地震时，首先提到的就是地球内部的涡流运动。涡流运动理论的提出是，以色列物理学家珀克里斯提出的，后来又经过美国地质学家布里格斯进一步发挥（资料（1）144页）。它的起点在于假设，即来自地核的热能会周期性地在地幔中形成一系列垂直涡流。这些由炽热物质所构成的涡流向着地壳升起，在这里冷却之后，由于地球的引力作用又会沉落了下去。由于地幔并不是处在液体状态，而是处在塑性状态，所以这种运动是非常慢的，一年也许还不到5厘米。在我们探讨浅源地震时，曾引用了在地球内部的涡流运动的作用，由于它的作用才使地球内部分化出来的分子、原子和电子，集中向地球的上部运动。因为地球上部的温度低，那些被分化出来的的物质就会重新复合，并释放出它们的能量，就形成一般的浅源地震。对于浅源地震我们可以这样理解，但对深源地震又该如何解释呢﹖我们还得从地球内部的涡流运动谈起。深源地震的涡流运动是，由于地球内部物质在地球的引力作用下所形成。因地球的引力作用，一些物质会不断地向地核方向运动。由于地幔的温度高（10000C—40000C），那里的物质都处在塑性体。由地球上部而来的固体物质，因自身的温度低，在那里的物质就会出现了冷热不均，发生热对流。再加上地球内部各圈层之间的相对运动。在那里就会形成向下的涡流运动。这种向下的涡流运动，随着下降物质的增多和温度的升高 ，固体物质就会在那里不断地解体，把一些物质分解成分子、原子和电子的气体物质。随着气体物质的增加，一些气体物质就会向外扩散，并向地球上面运动。此时也就结束了向下的涡流运动。地球上的分子形成和解体是一种正常的物理化学变化（资料（2）105页）。物质在高温条件被分解成分子、原子和电子，这些分解出来的物质就会发生无规则地运动。其原因是，原子和电子自身就是一种运动着物质，只是由于化学健和电离子之间的引力，才把它们结合在一起（见化学有关资料）。一旦它们化学健和电离子之间的引力，被高温或强辐射所分离 ，它们就会发生杂乱无序的猛烈地运动，便会形成我们所说地深源地震。这种分化出来物质，也是浅源地震的物质基础。根据以上论点，可以说明浅源地震是由物质复合时的能量释放所形成，深源地震则是物质解体的能量释放所形成。
   关于地球内部的涡流运动，我们很难直接观察到。但大气中有类似涡流运动的龙卷风，我们能直接看到。龙卷风形成后，它可以把地面上物体卷入空中。龙卷风通过河流时，可以把河水卷入空中，并形成几十米的水拄。这是一种物质上升的龙卷风。还有一种龙卷风，它的运动方向是由上而下。这种龙卷风，在涡旋内部有强烈的空气柱旋转运动（资料（3）95页）。以上说明在涡流运动中，有一种强大的
推动力。它可以使一些物质集中向上或向下运动。这是形成地震的第一条件。另外，还有一个问题就是一些物质被集中之后，又为何能够产生巨大的动能。这还得从一些物质的复合和解体谈起。
   我们已经知道浅源地震的能量，来源于分子、原子、电离子和电子复合的能量释放。在低温的条件下，当电子和电离子复合成原子，原子又复合成分子时，可以产生一种能量（这种能量等于物质分化时吸收的能量）。这种能量来源于化合物内的化学健。化学健能够把自由激烈运动的电离子和电子，紧密地结合在一起。正是这种结合力使得一些分子和原子发生碰撞运动。当原子碰撞在一起的时候，形成的分子亦因强烈地碰撞而引起振动；或者表现为运动的能量：原子碰撞并缠在一起时产生的能量又会转移给附近的其它分子，从而加速这些分子的运动(资料(2)107页），便形成了一般的浅源地震。
   深源地震的形成机理，与浅源地震的机理不同。浅源地震的能量来源于分子、原子和电子之间结合，而引起分子、原子之间的碰撞力。深源地震的能量来源于高温，使分子和原子的解体。由于分子和原子的解体，原子被分解为电子和带正电的离子(资料(1)202页）。这种被分离的电子和离子，在高温条件下它们之间的引力完全失去作用。这时就出现了另一种情况，即电离子与电离子之间，电子与电子之间的排斥力（因为电子与离子之间存在同性相斥，异性相吸）。由于这种排斥力的存在，就使得解体物质内部发生互相碰撞。这种强烈的碰撞便会形成一种深源地震 。它与浅源地震不同之处，一种是引力起的地震，一种是排斥力引起的地震。
  深源地震与浅源地震，在地震区所引起的重力变化也有不同的。深源地震由于涡流运动的物质向下运动，则显示重力增大。浅源地震是由于涡流运动的物质向上运动，所以它的重力值显示减少。深源地震与浅源地震还有个不同之处。浅源地震时，由于电子和电离子复合成原子时，可形成地光，深源地震则不会有此种现象。

本文来自: 地震坛 详细文章参考：http://dizhentan.com/thread-9480-1-1.html