物理科学探疑-物理新战线—美国和我国地震的关联性
美国和我国地震的关联性
志勰
简介：对8月12日以来美国地震和我国的地震的趋势进行的分析，及未来一点判断。
2011年8月23日下午，美国东海岸弗吉尼亚州发生自1897年以来发生的震级最强的地震。震级为里氏5.8级地震（本文的震级都为里氏震级，不再注明），震源深度6公里，属浅源性地震。首都华盛顿及纽约等地有明显震感。
在这之前，我曾于2011年8月12日发了一篇关于我国地质应力情况的短文——我国东部地质应力已进入临界状态。对比8月12日以来的地震事件有一些新的发现。下面我们先来看我国的地震过程。
一、我国这段时间的地震
我们就从克马德克群岛7.6级地震一个月以后的8月7日说起，2011年08月07日 14:22:35圣克鲁斯群岛MS6.0地震之后，中国境内的应力开始加强，并于8月11日在新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市、喀什地区伽师县交界发生MS5.8D8的地震。就是因为这次地震，我判断为我国东部地质应力已进入临界状态。从8月7日到8月21日我国地震如下图：
图一
而后在8月21日瓦努阿图发生三次地震，震级分别为MS7.2、MS6.1、MS7.1，其之后，我国境内地震开始减弱，至25日秘鲁MS6.8、瓦努阿图MS6.1地震之后，才有开始逐渐重新加强。相反，美国地震则开始减弱。从8月21日到现在，我国境内的地震分布如下：
图二
在8月21日之前（图一），日本发生两次6.0级以上地震。在8月21日之后到现在（8月31日）日本一次6.0级地震都没发生。日本地震发生在17号和19号，太平洋西岸地质应力的累积可以认为是导致21日瓦努阿图的三次地震（两次7.0级以上），这个判断基本上是吻合的。而25日秘鲁MS6.8、瓦努阿图MS6.1地震理解为北美应力释放而得到减弱，亚洲应力开始重新增强，也同样是吻合的。8月27日，蒙古MS5.7级地震的发生，使我国境内应力南移。8月30日班达海MS6.7地震发生，31日我国境内则出现比前几天级别都高的四次地震。
这两个应力的切换过程和前几篇文章采用的地质应力的理论分析方法是完全吻合的。可以说完全支持未来几年地球地质灾难分析采用的应力分析方法。
二、美国的地震过程
在讨论美国的地震过程这部分内容，由于地震所采用的数据来自于美国NEIC准实时地震，所以所采用的时间是美国时间，这点请注意。
2011年08月11日 18:06:29新疆维吾尔自治区克孜勒苏柯尔克孜自治州阿图什市、喀什地区伽师县交界发生MS5.8级地震后，我在8月12日曾发过一篇短文，我国东部地质应力已进入临界状态。这和美国NEIC准实时地震中的地震级别是不同的，美国NEIC准实时地震中的地震级别是MS5.2。下面我们来看应力过程，如图：
图三（本图为从8月12日到8月23日主震MS5.8级发生时的地震）
由于美国地震过程从8月12日到月底19天的时间，美国和加拿大发生了50次地震，不在图中都标注出来了。可参本文后面所列出的本文地震事件参照。
8月11日新疆地震中国东部进入应力临界状态之后，美国的地震逐渐开始增多起来。先是8月12日加拿大发生了两次3.3级的小震。而后在8月13日在夏威夷群岛发生一次MS3.4级地震。这次地震很关键，它说明西太平洋东海岸一带也进入到应力临界状态。8月16、17两日发生的3次地震说明了应力进入临界状态的持续性增强。8月17、19两日日本分别发生了MS6.2级、MS6.3级地震，而后8月20日瓦努阿图群岛分别发生两次MS7.5级、MS7.0级地震，以及8月22日印尼苏门答腊岛西南发生MS6.0级地震，这说明太平洋西海岸的临界应力发生剧烈变动，22日-24日美国科罗拉多则发生18次2.3-5.3级地震，8月23日美国本次地质应力活动中最大的MS5.8地震在弗吉尼亚州爆发，也是该地百年来地震级别最大的地震。本次地震虽然不到6级，但是地震传播的很远，“美国首都华盛顿，以及纽约、波士顿、北卡罗来纳州等地都有明显震感。距离震中弗吉尼亚州约900公里的加拿大多伦多及周边地区也感受到了较强震动。”①
最大地震的第二天，8月24日挪威海也发生了一次5.4级的地震和两次4.6级的地震，这三次地震可以看作在继续撕裂大西洋的应力趋势。同一天，阿富汗-塔吉克斯坦边境地区发生MS4.8级地震，土耳其发生MS4.4级地震。如果前面说的北美洲撕裂大西洋的趋势在进行，那么这两次地震就说明与此相对应的欧洲在向赤道一带应力压缩。秘鲁-巴西边境地区发生MS7.0级地震，瓦努阿图发生MS6.2级地震，8月25日大西洋的南桑威奇群岛地区发生5.1级地震。这三次地震，已经在说明美洲的应力活动已经和亚洲的应力活动在逐渐建立密切的关联性。
可见，美国的这次不到5.8级的地震，不是如此的巧合，如此多的地震事件说明美国的这次地震，地质应力不但在北美洲地区引起了变化，而且应力临界到达大西洋、南美洲、甚至欧洲，几乎大半个地球。这些区域的应力甚至都进入临界状态。
8月27日蒙古发生MS5.7级地震，8月30日班达海发生MS6.7级深度为450千米的深源地震。北美洲地震开始减弱，同时亚洲地震开始增强。我国境内的四次地震，比美国地震前该地区的地震几乎都高了一个级别。
三、北美洲现在的应力状态
北美洲的应力趋势说明可参见未来几年地球地质灾难分析，趋势如下如图：
图四
地球自转的离心力导致高纬度地带的物质向赤道移动。在亚洲和北美洲之间通过阿留申群岛相连，并形成一个“天平臂”阻止亚洲和北美洲向赤道移动。同时阻止亚洲向赤道移动的还有太平洋板块、南亚和印度洋板块，并对亚洲形成支撑。而阻止北美洲向赤道移动的除了阿留申群岛之外，太平洋板块、南美洲板块以及大西洋板块都起到这个作用。北美洲板块面积远小于亚欧板块的面积，地球自转所产生的向赤道运动的力也就远小于亚欧大陆向赤道移动的力。阻止北美洲向赤道移动的应力相对较大，这致使北美洲向赤道移动的量微小（相对于亚欧板块而言），这一点从欧洲、非洲边界的一线和北美洲、南美洲一线的边界就可以得到这个结论。另一方面，40年来深源地震事件同样也支持这一结论，如图：
图5（本图为深度大于301千米的深源地震）
美国弗吉尼亚州这次百年来最大的MS5.8级地震，不是普通的5.8级地震。主要是从两个方面反映出来：
一方面是传播距离非常远，900公里外的地方都感受到较强的震动。新闻报道中有这样的说法：
“美国佐治亚理工学院地球和大气科学学院地震专家彭志刚说，美国东海岸发生如此震级地震“非常罕见”，但也并非意外，因为此前也有过先例。此次地震震级并不算高，但东海岸很多地区都有震感。彭志刚说，这主要是因为东部地壳结构比较坚固，同样震级的地震震波传递得比西部地震要远。”②
就算北美洲东部的地壳结构坚固，从力学属性上能相差多大呢？我们看一下东部的地震就能明白，如图：
图六
这是美国最大级别地震的震点，就是把图三放大，5.8级地震的震点所展开的地震，这个时间段共发生12次地震，分布在12个不同的地点。根据这12个不同的地点，地震级别都不大（地震级别2.0-2.9发生7次，3.0-3.9发生2次，4.0-4.9发生2次，5.0-5.8发生1次），可以判断，这带区域的地壳并不是坚固的，甚至和普通的地震地区没有区别。如果地壳的地质结构是坚固的，那么地震的级别不会这么小。
另一种比较合理的解释就是应力相互作用的强烈程度，就像拉紧的绳子一样，绳子拉紧的程度不同，绳子震动的振动强度的感觉就不同，拉得越紧，震动的感觉越大。这种解释和地壳岩石的坚固程度关系不大了。
另一方面相互关联的地震范围极大，5.8级的地震震感范围甚至超过7级的地震震感范围，采用应力作用的强烈程度同样可以解释几乎近半个地球范围都会在震后不久的时间里发生地震。但是需要地壳的应力作用很大。这种解释美国境内的应力已经达到一定的程度。
四、北美洲此次地震的特点
此次美国弗吉尼亚州百年来的最大地震，有两个显著的特点，前面我们上面已经说过，一是地震级别低，震动传递的非常远。二是地震所引起的关联性强，这次地震几乎关联到大半个地球。从地震的联动过程来看，本次地震的关联性毫不亚于结构性大震。
关于地震的关联性我们这里做一下说明，什么是地震的联动、关联性。我们知道任何一次级别大的地震都会直接或者间接对地球的其它地方产生作用，我们不能将地球上所有的地震都判断为具有联动、关联性。判断为联动、关联性应具有这样的特点：第一点地震的过程符合应力在时间和空间上的传递过程。第二点，在时间上处于一个较短的时间范围内，我认为时间段设定在3天范围之内是适中的。
此次地震过程这段时间（从8月12日到8月31日）所有的美国地震都列在一起，那么可以看到如下的两个特点，如图：
图七
在美国这次地震的过程中，出现两个地震频繁的地区，一个地区是科罗拉多密集地震区，另一个密集地震区是弗吉尼亚密集地震区。科罗拉多地震区发生了20次地震，弗吉尼亚发生了12次地震。从科罗拉多密集地震区和2011/08/25 美国蒙大拿州MS2.9地震做一联线，该线正好穿过美国的黄石火山公园。科罗拉多密集地震区这次地震最高级别为2011/08/23 05:46:19 (美国科罗拉多州)MS5.3级。
五、关于美国这次地震导致未来趋势的一点判断
在未来几年地球地质灾难分析中介绍了一种导致板块内部分裂的力——板块从高纬度向低纬度移动所产生的力，由于北美洲没有深源地震，那么在这篇文章中对未来黄石火山喷发的原因归结于北美洲板块的北部和南部的应力失衡所导致的北美洲地壳的应力结构改变。从现在的美国地震过程来看，北美洲板块并不是非常结实的，一次5.8级的地震过程导致了9个不同的地点发生地震，9个地点分散在北美洲应力节点上。从科罗拉多州和弗吉尼亚州的密集地震区来看，北美洲的地壳结构已经在开始发生内部的分裂。这导致未来几年地球地质灾难分析对黄石火山喷发的过程判断有些过迟。实际发生的时间要比该文中的判断时间要提前。说到这个黄石火山，美国的朋友现在也不必担心，因为和黄石火山地质应力关联的科罗拉多地震密集区地震级别仅有5.3级，并且距离黄石火山很远。这次地震不足以撬动黄石火山的地壳结构。
美国的地震专家认为未来会发生这次大地震的余震。而根据地球板块最近十年的活动情况（大于7.0级地震，可参见地质应力与地震趋势）以及这次地震过程来看，本次地震仅仅是开始。未来还会有大级别的地震，而且地震的频率和级别都会不断快速上升。从这次科罗拉多州和弗吉尼亚州的密集地震区及过程来看，这两个地震点的应力走势形成地震断裂带的可能性已经在大大提高。其中科罗拉多的地质应力走势已经可以确定，就是图七中从科罗拉多州向蒙大拿州的穿过美国黄石公园的连线。弗吉尼亚州的密集地震区的应力走势目前还不能确定。
亚洲应力支撑区，今年亚洲东部日本支撑区发生7.0级以上的地震6次，西南太平洋支撑区发生7级以上的地震5次。而亚洲和北美洲的“天平臂”阿留申群岛发生两次7级以上地震。而这些破坏的都是对亚洲和北美洲向赤道移动起支撑力度的地区。这些说明亚洲东部下移的应力已经失衡并且不可避免。亚洲东部地区已经进入容易爆发大级别地震的时期。（也包括我国东部）
六、美国地震和中国地震的关联性
对我国起支撑的地区比较复杂，从侧翼日本到南亚分三个地质应力支撑阶梯，因此我国亚洲的主应力传输带上所发生的地震，地震应力对美国会有一定的影响。我国东部的地质应力和亚洲、北美洲“天平臂”是关联的，该地区发生级别较大的地震，对美国的影响会提高，要大于主应力传输带上的影响。
但是美国发生地震，一定可以关联到“天平臂”，可以影响到我国的东部，主应力传输带上也会受到影响。美国地震后在地球地壳应力重新分配过程中，对亚洲以及亚洲支撑区的影响会非常大。要远大于亚洲地震对美国的影响。甚至成数倍放大。其原因就在于亚欧大陆的面积太大，并且其应力支撑区分布的环节太多。任何一个环节出现问题，都可能引发地震。
所以美国发生地震，我们就需要非常注意了。这次美国发生的地震只有5.8级，我们试目以看未来几个月对我国和亚洲的影响，看放大到多少！
另一方面，美国地震的结构已经在悄悄发生变化，地质结构在面临改变。
七、一点补充
从9月1日到现在（9月3日），渤海湾发生一次MS3.4级的地震,圣克鲁斯群岛发生一次MS6.0级的地震，河北石家庄发生一次MS3.3级地震，新疆发生一次MS3.4级的地震，福克斯群岛发生MS7.2级地震，阿根廷发生MS6.5级地震，南桑维奇群岛发生MS6.2级地震。
这些过程从地球的应力过程来看，基本上是联动、关联性的特征。地震级别显示应力越来越强的趋势。几乎整个环太平洋区域都进入到应力的临界状态。包括和南极洲相邻的区域。有撬动南极洲向印度洋移动的应力趋势。
2011年9月3日
新闻参考：
①美国地震发生时奥巴马打高球未察觉 http://www.yangtse.com/news/gj/201108/t20110825_827622.html
②美国5.8级地震致13座核电站异常http://news.sina.com.cn/w/2011-08-25/041023046458.shtml
地震数据参考 附录：
中国地震（数据来源 中国地震网）
美国地震（数据来源 美国NEIC准实时地震 本数据不是全部的该时间段数据，仅作为本文参考的数据 ）
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