地震預測,無疑是地震學研究的皇冠。
若能實現,就能大幅減輕破壞性地震帶來的巨大經濟損失與人員傷亡。
這是極具吸引力的課題,同時也極具挑戰性。
它的難,不像是破解哥德巴赫猜想那樣的難。
它是,窺探“上天”旨意的難。
科學地講,地震預測是一個多學科交叉的物理問題。
既然是物理問題,那就既需要理論發展,也需要大量觀測數據來檢驗與預測。
完全是既要又要,難上加難。
具體地,地震孕育與發生涉及:流變學,斷裂動力學,彈性力學,彈塑性力學,非線性力學,摩擦學,材料學,熱-流體-(孔隙)彈性等多場耦合,等等。
抽絲剝繭,關鍵因素是什么?
最基本的因素是什么?
能量的積累與釋放,
具體而言,是彈性勢能與重力勢能的積累與釋放。
其中,彈性勢能是主導。
因此,若能監測彈性勢能的時空演化,地震預測是不是就有希望了呢?
彈性勢能的積累是由于形變造成的,形變又與應力一一對應。
換言之,監測應力就行了。
因此,地應力場時空演化測量可能是真正破解地震預測謎題的必經之路。
然而,這個事情不好做。
就目前的技術,地應力測量最大深度不過1km左右。
而地震,尤其是破壞性地震,其發生深度通常都在10km左右。
完全是隔靴搔癢。
那么,我們如何才能把地應力測量技術提高,到達地震孕震深度。
提高的方式可能有兩種(純個人觀點):
直接測量與間接測量。
直接:大力出奇跡,簡單直接。
間接:能否通過地震波,形變場,震源機制解變化來獲得呢?
這是一個open question。
最近,有研究表明可利用大地震前后地應力場的旋轉(如震源機制解的變化,地形導致應力場變化等),來測量絕對地應力場。
(Yun, N., Yue, H., Zhou, S., & Xu, W. (2022). Absolute tectonic stress inversion in the 2016 Mw 7.0 Kumamoto earthquake source region using topography and rupture models.Journal of Geophysical Research: Solid Earth,127(8), e2021JB023204.)
構思巧妙,值得關注。
若真有一天,
能準確測量孕震層深度的絕對應力場,
那,我們就能實時監測各斷層,
得到應力時空演化云圖。
從而,距離“窺探上帝,預測地震”,更近了一大步。
哦,對了,目前有個網站:
https://www.world-stress-map.org/
匯總了全球地應力場測量結果:
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全球地應力場測量結果匯總(2016年版)
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