物理科学探疑-物理新战线近期亚洲应力的转移过程(2011年11月初)
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近期亚洲应力的转移过程(2011年11月初)

志勰

亚欧在南亚地区的应力支撑点在发生改变,表现为东进,从缅甸西部东进到缅甸东部,下一趋势地震应力支撑重心则会移动到泰国—马来西亚—新加坡一线。我国下一阶段的地震也会受这一形势影响。同时,郯庐断裂带的剪切应力也会加强。


一、引言

    最近十多年来,亚欧大陆向赤道移动引发了大量的高级别高危害地震。将这些地震的发生时间过程来做对比,发现了一个特点,即:地壳在板块应力的活动过程中,引发地震的应力活动在向东部逐渐转移,(本文不涉及欧、亚应力作用之外的区域)下面我们来看:   

二、引发地震应力活动的转移过程

    亚欧大陆向赤道移动会受到向下的支撑力,一个是非洲板块支撑,主要反应在欧非交界地带,这一带没有海沟。东亚和南亚主要反映在勘察加半岛、日本群岛、台湾岛以及中南半岛等沿大洋的边界岛屿,这些应力作用的着力点主要在海沟。大洋洲和印度洋板块的支撑作用除外。地震应力活动的区域主要选在欧洲和亚洲的大陆区间上。

    1、地震周期的启动过程

    在时间上,选取了近期一个周期的地震区间,采用的时间段是从1999年到2011年,12年的时间。这个地震周期的选取是采用亚欧大陆向赤道移动过程中的亚欧大陆应力重复过程,而不是某个局部地区的应力周期。1999年应力在亚非欧交界地带,而2011年,重新又回到这一地带。(请注意,这里的周期远不是地震的周期性,而是应力导致的地震的周期性。这个周期地震应力一直是加强的,没有减弱,地震级别也是越来越大,而没有减小)

    为了便于图片上的区分,我这里我把地震分拆到几个图里,如图一:

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图一

    图一是1999年到2002年4年间的部分地震。吉林珲春与汪清间1999-04-08Ms7.0级深度540公里的地震后,欧洲和亚洲交接区域地震开始启动(如图)。先是伊朗南部一次,土耳其在应力作用下发生两次地震,然后印度洋两次。亚欧和印度洋板块达到一种均衡。2000年6月缅甸发生一次7.0级地震破坏了原应力结构平衡后,2000年12月土耳其发生7.1级地震,2001年1月印度发生一次7.8级地震后,新的应力使新疆青海交界(新疆境内若羌)2001-11-14Ms8.1D15地震发生。这导致欧亚区间应力结构发生大的改变。阿富汗2002-03-03 Ms7.1D160地震后,此外还有一次地震没有在图中注出(吉林汪清2002-06-29 Ms7.2D540)亚欧区间应力作用强烈区域则转向印度尼西亚地区(安达曼海一带)。

     2、地震周期的加强

    如图二:中南半岛下方的印度尼西亚及周围区域,是亚洲的南部,它是阻止亚洲向赤道移动的直接地区。因此,所受到的应力也是最强的,也是最直接的。

    2003年7月卡尔斯伯格海岭发生了一次7.7级的地震,这次地震可以认为是结构性大震。其直接使印度洋对亚洲的支撑减弱。这使对欧洲支撑相对减弱,缅甸9月发生7.2级的地震,俄、蒙、中交界发生7.9级地震后,这使亚洲大陆应力结构发生新的变化,使缅甸和俄、蒙、中地震连线的亚洲左右结构的力学结构减弱,在缅甸地震的下方形成一个力的支撑点。对于欧洲和亚洲大部分区域的向赤道移动的应力就通过这个支撑点下方作用在印度尼西亚区域。12月26日伊朗南部地震后,印度尼西亚苏门答腊岛发生8.7级地震,这就是著名的南亚海啸大灾难。

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图二

    2005年10月巴基斯坦发生7.8级的结构性地震,该次地震同样减弱亚欧之间东西方向稳定的应力结构,同时使欧洲应力向赤道移动加强。非洲则在2005年12月坦桑尼亚发生7.0级地震。2006年2月莫桑比克发生7.5级地震。

    2004年、2005年是印度尼西亚地震应力最强烈的时候,打破原有的支撑结构。2006年开始减弱。同时将应力主作用区域移交给亚洲东部的区域。勘察加半岛2006年4月发生8.0级地震,千岛群岛11月发生8.0级地震。在达到相对的平衡后重新交回印度尼西亚区域(苏门答腊一带)。

    3、地震周期应力加强期

    2004年2005年亚洲东侧支撑点发生大震之后,亚欧大陆回落,主应力支撑区重新回落到印度尼西亚苏门答腊岛一带。2007年发生五次大级别地震,如图

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图三

    2008年2月再次发生两次大级别地震,印度尼西亚苏门答腊岛一带支撑结构的持续破坏导致亚欧大陆持续下移,致使2008年5月12日发生破坏亚欧大陆结构性的大震,这个就是四川汶川8.0级地震。这个四川汶川地震在近段时间改变了亚洲大陆原有的应力支撑结构,它使512地震的东西两侧应力分流。西侧的受欧洲应力向赤道移动的影响,则作为应力向南移动的主要支撑地,其中受力点则在缅甸及以南的印度尼西亚苏门答腊岛一线。而东侧则由于亚洲东部各个应力支撑点的作用,由于西侧的分流作用,而使东部减弱。这种格局导致地震西侧的应力支撑加强,在西侧承接区东部的西藏、新疆等地开始应力活动加速。

    2009年2010年在印度尼西亚苏门答腊岛一带应力承接区继续爆发一系列地震之后,地质应力活动开始逐渐减弱,同时512汶川地震所形成的应力分流的东西两侧开始表现重新作为整体应力承接。亚欧应力的主承接区重新向亚洲东部转移。

    4、地震周期应力加强期后的平衡期及破裂期

    巴基斯坦2011年1月19日发生7.1级地震后,3月11日日本本州东海岸近海域发生发生9.0级地震,如图:

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图四

      本次地震将日本群岛本州岛东部打开了一个豁口。是亚洲向赤道移动过程中挤压太平洋板块所致。而这次地震,释放了亚欧板块东西方向的挤压力。从而使亚欧大陆的应力状态发生完全的阶段性改变,这一点在后期的亚欧板块的地震中表现出来。在3月24日,缅甸则发生一次7.2级的地震。这次地震使亚洲的应力结构重新发生改变。2011年10月25日,土耳其发生7.3级地震,这意味着欧洲的应力重新开始活跃!

     下面我们来看这种改变过程。

三、从1999年到2011年间地震周期活动的几种阶段性的改变

   从1999年到2011年间地震周期活动的几种阶段性的改变主要表现为地震应力东进,地震事件不断向东推进。地质应力的结构性改变也是同样。下面我们来看:

      1999年-2002年地震的应力分配上对于支撑而言基本上是平均的,期间发生了一次两次应力结构的分裂,第一次是缅甸2000-06-08Ms7.0D33,欧洲向赤道移动在亚洲的应力结构中产生第一次分裂,这次分裂使欧洲移动的应力在缅甸作为一个应力支撑点。第二次是新疆青海交界2001-11-14Ms8.1D15。它意味着该地震点西南的区域受欧洲南移应力作用影响,在该地震点分流,震点东部在该时间区域则不会再分销承担西部应力。

   2003年-2006年地震的应力分配上对于支撑而言,在发生主分裂。表现为缅甸成为主要的应力承接点,并作用于下方的尼科巴群岛-苏门答腊岛一线。2003年发生两次应力分流地震事件,一次是缅甸2003-09-22Ms7.2D33事件对尼科巴群岛-苏门答腊岛支撑一线的确立。另一次是俄、蒙、中交界2003-09-27 Ms7.9D15地震,其作用是欧洲应力对该地震点东部南移作用减弱,而同时对西部加强。也是在这种应力分配下,南亚大海啸的印度尼西亚苏门答腊岛西北近海2004-12-26Ms8.7D33地震事件发生。如图五:

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图五

    2007年-2010年地震应力分配上对于支撑而言,又发生了一次重大的分裂,而这次就是四川汶川地震。这次分裂直接将南移应力的分裂推到中国南北地震带,即中国的主应力传输带上了。

    2011年地震事件又发生了一次新的应力支撑改变,这个事件就是缅甸2011-03-24 Ms7.2D20。该地震事件将可能改变亚欧大陆的应力支撑点,使该应力支撑点东进。地震应力东进过程我们可以看一下图六:

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图六

    在图六中,我们可以看到地震事件不断的在向东推进。途中的粉线是将2008四川汶川8.0级地震点和2011缅甸7.2级地震点,连接起来而形成的应力支撑线。这个形势意味着导致南亚大海啸的应力支撑尼科巴群岛-苏门答腊岛支撑一线,东进到缅甸-马来西亚的连线上。缅甸-马来半岛将可能成为未来几年内的地震应力活动区。当然,也要看未来一段时间中南半岛是否有级别较大地震,也有可能东进到中南半岛,但无论是否东进到中南半岛,缅甸-马来西亚连线的地震应力活动区不会改变。

四、我国现阶段的地震应力趋势

  如图:

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图七

 

    应力演化过程在前面我们介绍过了,本图中只列出了地震应力演化过程关键的地震点,其中文字打头的是历史上的地震点。年头(数字)打头的四个地震点是上个月趋势的地震点,它们说明最新的趋势。两条黄色的曲线是应力趋势支撑位,这个支撑位在支撑上方的压力。绿色的线是郯庐断裂带。

    欧洲和亚洲西部向赤道移动的应力在中国西部交界地带存在剪切应力,并拖带该地区同样的方向向赤道移动,另一方面中国北部的地区及中国当地的本身同样存在向赤道移动的力,这些应力促使中国整体向南运动的应力趋势存在,并在日本-台湾-中南半岛地带获得支撑。由于地形的结构不同,那么在不同的结构上就形成不同的地质应力存在,这些应力和地质结构的本身就是引发地震的根源。

    南亚对亚欧大陆的支撑点向东推移到2011年3月24日的缅甸地震点上,意味着中国境内主地质应力的传输带的剪切应力也在向东扩。中国西部、西北部的应力南移对该地区的相对位移加大,而这些则会对中国南北地震带(主应力传输带)东部造成更大的剪切应力。同时西部的应力所导致的位移加大则会使地震级别逐渐升高。在西部2011年11月01日新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州尼勒克县、巩留县交界6.0级的地震,已经创了地震级别的新高。西部地震的不断发生,在使东部地区的应力累积加大。地震的风险在加大。现在大震的风险都在加大,不论是西部还是东部!

    另一方面从中国的东部沿海来说,2011年10月21日日本MS6.0级地震,已经在日本3月11日地震的区域范围之外向北推移,而几天前台湾2011年10月30日 11:23:42台湾东北部海域的MS5.7级地震,也意味着台湾地质应力的压力在增大。而中国东部地区则存在一个中国最大的断裂带,这个断裂带就是郯庐断裂带。随着日本支撑点的地震点不断扩大,该断裂带所受到的压力同样也会加大。在薄弱地区则易发生地震。另一方面,该断裂带右侧的支撑终点日本今年3月11日爆发了9.0级地震,并且随着时间的推移应力区域在不断的扩大。这样该断裂带就会受到东西方向的应力。而另一方面,近期蒙古、俄罗斯的地震说明,南北的应力也在加重,而反映在郯庐断裂带上,则会产生剪切应力。由于日本311地震已经打开了豁口,该地区则易发生大级别地震。

    另一个是台湾支撑点,原理上也是同样的。

  所不同的就是就是应力传输的终点不同。日本一带的有两个应力支撑方向,一个是东西方向,其应力支撑点是日本海沟,主要是亚欧大陆向东的剪切挤压力。另一个是南北方向,分消方向是南部的日本海沟和马里亚纳海沟。本次日本3月11日9.0级地震,破裂主要是东西方向的应力引起。南北方向的应力还没有达到使南北方向支撑的应力结构破裂。换句话说,日本——马里亚纳海沟的连线上,在此次地震上没有出现较大级别的地震(6.0级)。日本支撑点的东西应力作用比南北作用要强烈。台湾由于位于亚洲的东南方向上,南北和东西方向的应力基本上是均衡的。南北方向传递到菲律宾海沟。

  由于3月11日9.0级地震日本本州岛一带开了几百公里的口子,可以确定亚洲向赤道移动所形成的东西方向的挤压应力将会持续的作用在日本区域,那么将会继续推动日本向东移动,如果日本和马里亚纳一带出现大级别的地震,不排除日本群岛向东南方向移动。而这些移动将会释放中国境内下移的积压应力,从而使中国东部区域有继续向东南移动的趋势。而这些持续移动的挤压应力就会给郯庐断裂带造成破坏性的压力。则易形成大级别地震。我国境内的海城地震、唐山地震、邢台地震等都是属于这类的地震。当然,这类地震同样会使中国东部地带的应力下移,这些位移同样也会使台湾地带的应力加大,从而使台湾发生较大规模的地震。

  现阶段我国境内的地震频发,我们可以看一下日本311地震后到现在(11月3日)我国发生的地震情况,如图:

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图八

    我们从上图中可以看到,我国境内的地震西部和主应力传输带上,地震频发。东部数量较少。和历年度相比,东部的地震增加的很多。我们可以判断东部的郯庐断裂带上的应力在加强。根据日本地震频发,我们可以确定,我国东部的郯庐断裂带上的应力累积已经到相当的程度了。而这些地带什么时候发生地震,就在于地质结构在多大的应力下才能发生应力结构改变。

    最近几年全国各地不断爆出天坑和地表沉降事件,从地质应力活动上来看,不排除地下地质结构的持续改变而导致地表所发生的变化。这一点我认为不能大意。而不能单纯的归结到地下水、施工等其他的因素。当然,发生天坑的地方未必地质应力结构是脆弱的地区,该地区就发生地震,这样判断是不对的。所以也不需要特别惊慌。地质应力活动随时都在活动!而天坑主要是地表的泥土等沉陷所引起,支撑地层主要的地质应力结构应该在几千米甚至更深的的岩石层。天坑和地表沉降事件可以作为地质应力活动的参考,但不能当作该地即将发生地震的依据。

    从图八中可以感觉到,我国的西部地质应力作用频繁,而西部地带大多是地形复杂的地区,而地形也相对复杂。这样地质应力活动所可能引起的地震就要复杂的多了。判断就需要对中国西部的地质地形应力结构有相当的了解,才容易判断。但从频繁的地震来看,震级将会随着时间的推移不断加大。

    另一方面从云南地震和缅甸地震情况来看,中南半岛即将成为应力活动区。马来半岛一带将成为主要的应力承接区。而相应的国内的小地震也会因为应力承接点的改变而发生改变,趋势是东扩。

五、现阶段的地震地质应力加强的区域

   最近三年,亚洲大陆有三个地震点对亚洲的应力结构改变比较大。一个是2008年5月12日的四川汶川MS8.0级的地震,一个是2011年3月11日的日本本州东海岸的MW9.0级地震,以及2011年3月24日缅甸Ms7.2级地震。

   四川汶川的8.0级地震导致南北主地震带形成较大破裂,从而使亚洲北部南移和欧洲南移的应力向东传递到四川汶川一带的时候,形成剪切应力,作用于四川汶川南部的区域。而日本311地震则从日本本州岛开放几百公里的口子释放北部区域南移所形成的东西挤压的压力。日本本州岛南北仍然会受到持续的挤压力,并持续向东移动,同时日本本州岛地带会缓慢升高。亚洲东西方向挤压的应力突然减小,导致下移的应力加大,导致2011-03-24缅甸地质结构薄弱的地点发生7.2级的地震,使南部区域应力结构形成新的破缺。2003年缅甸西部的Ms7.2级地震点所形成的支撑点则推到缅甸东部2011年3月24日时的地震点。这致使地震应力活动东进。可以判断,未来南北地震带东部的地震应力加大,会向东扩一个范围。

   日本311地震后,日本群岛——马里亚纳海沟一线,没有发生大级别的地震,可以判断该区域地质应力结构没有改变,这在朝鲜半岛形成支撑,同时给与郯庐断裂带的东侧进行支撑。亚洲南下的应力在郯庐断裂带上形成剪切应力。这就要看郯庐断裂带那个部分的地质结构薄弱了,累积到一定程度,就会发生结构破裂,导致地震。

   郯庐断裂带上发生结构改变性地震之后,日本——台湾区域的地质应力活动将会加强。

   我国西部区域由于受到持续的欧亚南移的剪切应力,地质结构在频繁发生改变。可以判断,未来地震还会呈现上升的趋势。减弱这种趋势,就要看我国东部是否发生应力结构改变。以及泰国—马来西亚—新加坡一线是否发生较大级别地震。该地区发生级别较大的地震,则会使我国西部区域地质应力加强。

本文仅用于地震研究(2011年11月6日)

说明:本文的基础理论部分可参见本栏目其它的理论文章。

 

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