23年7月23日/【地震预测方法】

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研究认为：GPS可提前两小时预测地震

参考消息

2023/07/23 09:36 北京市

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参考消息网7月23日报道据英国《新科学家》周刊网站7月20日报道，从理论上讲，可以在地震发生前两小时预测到地震即将发生，从而挽救无数生命——但我们必须首先研发精确度达到目前所用传感器100倍的GPS传感器。

过去几十年，对于地震发生前是否存在预警信息，以及从根本上说地震是否为混乱和不可预测的活动，专家意见发生了转变。现在，法国尼斯蔚蓝海岸大学的康坦·布莱泰里和让-马蒂厄·诺凯可能已经平息了这场争论。

他们两人利用GPS数据识别地震发生前板块之间逐步加快的相对滑动。这些滑动太微小，不会表现在地震仪上，但可以——如果能监测到的话——预示地震将于何时开始。这种方法以前也被尝试过，但布莱泰里说，以往的研究只分析了少数地震，并且在随后未发生地震的情况下也出现了预警信号，或者预警信号是在地震发生前不确定的时间点观测到的。

研究人员这次使用了在5分钟时段内收集的GPS测量数据，并使其精确到1厘米以内。这些数据采集自90次独立地震发生前48小时内。在建立起拥有超过3000个测量数据的联合数据集的情况下，他们将记录到的地层移动与每一个点位在地震发生时的预期移动方向进行了比较。

在每一个例子中，他们都发现预期移动方向上的最大移动发生在地震前夕。他们还发现，最后23个数据点显示，预期移动方向上的移动在逐渐增加，并且整个48小时内的最后7个数据点高于其他任何一个数据点。

布莱泰里说，这表明从地震发生前约两小时开始，地质板块之间就出现了逐渐、缓慢且以其他方式难以察觉的相对滑动——这可能会催生一种可靠的地震探测器。

但存在一个问题。布莱泰里说，目前GPS传感器的噪声水平意味着，只有基于大数据集才可能探测到这种移动，而不是依靠任何一个点位就可以。他说，依靠一个点位探测需要GPS传感器能够探测小到0.1毫米的移动。

布莱泰里说：“我们无法基于一次地震探测到(这种移动)，因此我们无法(对地震)做出预测。但这告诉我们(地震发生前)会出现一些活动，如果我们在测量方面取得重大进展(要么提高传感器本身的灵敏度，要么部署更多传感器)，我们就能够察觉相关活动并做出预测。”

加利福尼亚大学伯克利分校的罗兰·伯格曼说，这项工作看起来很有前景，但它提出的预警信号需要进一步研究来证实。他说：“过去曾对各种类型的地震预兆进行过不少回溯性观测，例如前震和变形等。但是，与其他时候出现的类似现象相比，它们在性质上并非独一无二。鉴于布莱泰里和诺凯通过观测数十次地震发现了上述长达两小时的候选地震预兆，这看起来有些前景。”

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GPS数据显示，在强震发生前大地测量站加速移动

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2023/07/25 10:56 山西省

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在“N+1”网站上发表了V.安德列耶娃（V.Andreeva）的一篇论文：“GPS数据表明在强烈地震前大地测量站会加速移动”。

地球物理学家对90次大地震前大地测量站位移的GPS数据进行了统计分析。结果发现，在地震发生前两小时，这些测站的加速度方向与假定的地震破裂前沿断层缓慢滑动模式的方向相一致。据科学家称，位移反映了地震准备的最后阶段。在更大密度的大地测量网络上进行进一步观测，将有助于早期跟踪这一过程，并提高对重大地震的快速预测。

可靠地预测地震意味着清楚地表明即将发生的地震事件的时间、地点和震级。短期预报（最多几天）和临震预报（未来几小时）具有最大的实用价值，但目前还没有可靠的预报方法。您可以在我们的文章“地震风险区”中了解更多有关地震预报困难的信息。

一些研究人员认为，从根本上说，短期预测不可能达到所要求的准确性和精确性。究其原因，是由于地质环境的分形结构以及地质环境行为对初始条件、参数和当前环境的敏感性所固有的动态混沌，导致平均法效率低下。

然而，建立地震构造模型以提高预报准确性的尝试仍在继续。在这些模型中，科学家们认为，从断层上缓慢而稳定的无震滑动（在这一过程中地质环境没有受到破坏）到引起地震的动态破坏的过渡阶段，其作用越来越大。在这些模型中，构造断层被表示为一个随着岩石蠕变增加而减弱的区域，其初始阶段的应力——应变状态的释放是由于缓慢的过程造成的。

这些所谓的“静震”伴随着低振幅和低频率地震波的发射，并可能与微地震的增加有关。然而，实际上不可能将其从背景中分离出来，并将其完全解释为过渡阶段的表现，即一系列前震——地震的预兆。


研究中使用的地震定位和震级（上图）以及大地测量站的位置（下图）。插图显示了测地站高度集中的区域，Quentin Bletery, Jean-Mathieu Nocquet ，原载《科学》，2023 年

法国蔚蓝海岸大学的地球物理学家昆廷·布莱泰里（Quentin Bletery）和让-马蒂厄·诺克（Jean-Mathieu Nocquet）尝试利用全球定位系统的大地测量数据来确定过渡阶段。他们利用重大地震发生前两天 3026 个大地测量站的水平位移数据进行统计分析。

这项研究包括来自地球不同地区记录的90次7.0级或以上地震的数据（包括2011年3月发生的9.0级东日本大地震）。距离震中500公里以内的站点均在考虑之列。对于每个站点，位置变化数据形成了以5分钟为增量的时间序列。


东北地震前两小时大地测量站的偏移。A--观测值（蓝色箭头）与模型偏移量（红色箭头）的中位数；即将发生地震的震中用星号标出；B--观测值和模型偏移量与震中距离的函数关系；C--与图B相同，偏移振幅归一化；红线是窗口宽度为 25 千米的移动平均线。Quentin Bletery, Jean-Mathieu Nocquet ，原载《科学》, 2023年

布莱泰里和诺克计算了由于缓慢的地震滑动而导致的每一步水平位移的大小。在建模过程中，研究人员考虑了震中深度、震级和震区的地球动力条件。

分析表明，在地震发生前约两小时，大地测量站的移动呈现了指数加速的趋势。台站距离即将发生地震的震中越近，台网越密集，这种现象就越明显。这是根据从2 235个台站（近74%）收集的90个地震事件中52个（约58%）地区的数据得出的。由此产生的慢速滑动将产生平均总力矩3.9×1018牛顿米，相当于 6.3 级地震释放的能量。

布莱泰里和诺克对全球剪切堆积进行了调查，发现在地震前48小时的时间间隔内，台站位置沿推断的滑移线微弱波动，周期约为12.9小时，与月球半日潮的周期（12.4小时）非常接近。科学家们认为，潮汐的影响可能对滑移机制产生了影响，如果达到临界阶段，甚至可能成为动力失速的触发因素。


大地测量站向预期滑移方向交错移动的堆叠图。A，位移与时间的函数关系；B，移动平均值，窗口宽度为1小时50分钟；垂直虚线表示在该时间之后，叠加值只给出正的位移方向（1小时55分钟）；C，地震力矩总值的叠加值（红线--指数拟合）；D，地震力矩总值的叠加值（红线--正弦拟合）。Quentin Bletery, Jean-Mathieu Nocquet ，原载《科学》，2023年

布莱特里和诺克认为，地震前的地表剪切加速效应只是缓慢滑动最后阶段的一种表现形式。目前还无法将其与早期阶段的总体背景区分开来，就像无法追溯单个地震的准备过程一样：只有在对结果进行总结时才能看到清晰的画面。不过，正如加利福尼亚大学伯克利分校的罗兰·布格曼所指出的那样，大地测量观测的扩大和台站网络的密集化将极大地补充地震监测数据。科学家们将能够进一步探索缓慢滑动在大地震准备过程中的作用，并提高短期预报和运行预报的可靠性。

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