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监测地震的方法

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  监测地震的方法

  地震前兆是与地震孕育和发生相关联的异常现象。由于地震的孕育和发生是很 复杂的自然现象,因此在这个过程中将出现地球物理学、地质学、大地测量学、 地球化学及至生物学、气象学等多学科领域中的各种异常现象。经过系统的清理和研究,自1966年邢台地震以来,我国已在70 多次中强以上地震前记录到1000多条前兆异常。

  这些前兆异常可归为十大类,即地震学、地壳形变、重力 地磁、地电、水文地球化学、地下流体(水、汽、气、油)动态、应力应变、 气象异常以及宏观前兆现象。每一类前兆又包含多种监测手段和异常分析项目。

  如地壳形变包含有大面积水准测量、断层位移测量、海平面观测、湖面观测、 地面倾斜观测等手段。地震学前兆分析项目是各大类前兆中最丰富的,包括地 震活动分布的条带、空区集中、地震频度、能量、应变、b值、震群、前震、 地震波速、波形、应力降等三十多种异常分析项目。

  宏观异常项目亦是丰富多 彩,如地声、地光、火球、喷水、喷油、喷气、地气味、地气雾,井水翻花、 冒泡、突升、突降、变色、变味、井孔变形、各种动物行为的反常现象等等。

  总之,由于地震孕育和发生过程的复杂性,决定了地震前兆具有丰富,多样和综合的特点。归纳起来,前兆现象可分为十大类,其中包含的异常分析项目和观测手段可达近百项。

  目前应用于地震监测的主要手段及方法有以下几种:

  1)测震:记录一个区域内大小地震的时空分布和特征,从而预报大地震。人们常说的“小震闹,大震到”,就是以震报震的一种特例。当然,需要注意的是“小震闹”并不一定导致“大震到”。

  2)地壳形变观测:许多地震在临震前,震区的地壳形变增大,可以是平时的几倍到几十倍。如测量断层两侧的相对垂直升降或水平位移的参数,是地震预报重要的依据。

  3)地磁测量:地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程,地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。震磁效益的研究有其理论依据和实验基础,更有震例的事实。

  4)地电观测:地震孕育过程中,将伴随有地下介质(主要是岩石)电阻率的变化及大地电流和自然电场的变化,由於这些变化与岩石受力变形及破裂过程有关,因此提取这一信息可以预测地震。

  5)重力观测:地球重力场是一种比较稳定的地球物理场之一,它与观测点的位置和地球内部介质密度有关。因此,通过重力场变化可以瞭解到地壳的变形、岩石密度的变化,从而预测地震。

  6)地应力观测:地震孕育不论机制如何,其实质是一个力学过程,是在一定构造背景条件下,地壳体中应力作用的结果。观测地壳应力的变化,可以捕捉地震前兆的信息。

  7)地下水物理和化学的动态观测:地下水动态在震前异常现象,宏观现象如水井水位上涨,水中翻花冒泡、井水变色变味等;微观现象如水化学成分改变(如水中溶解氡气量变化等),固体潮(天体引潮力引起的地下水位涨落现象——就像海水潮涨落一样)的改变等。通过地下水动态的观测,可以直接地瞭解含水层受周围的影响情况和受力的情况,从而进行地震预报。

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