3378 期 / 第4版:科学生活
固体潮涨落与地震的关系

■ 杨星

地震预报是世界性难题。尽管这项工作困难重重,但地震工作者仍尝试从地震发生机理出发,寻找地震发生的“规律”,其中,由太阳、月球引力引起的地球固体潮涨落就是研究方向之一。

地震发生的机理离不开板块挤压运动,这种挤压运动会在相关区域形成断裂带,这些断裂带,特别是大型断裂带,是未来大地震最有可能发生的地方。地震发生前,往往在断裂带及周边区域逐渐形成孕震应力的累积,当这种累积达到一定量级时,地震就会发生,有时候这种应力累计到达了临界点,若有一个外力对其施加影响,则会加速地震的发生,固体潮的涨落就是这样的外力。

固体潮是指在日、月引力作用下,固体地球产生的周期性形变现象。固体潮涨落虽然与太阳和月亮均有关系,但考虑到太阳和地球的距离较远,因此与我们更近的月球是引起地球固体潮涨落的主要原因。固体潮在每月中有两次大潮,分别是农历初一和十五前后。初一前后,月亮位于太阳和地球之间,十五前后,地球位于太阳和月球之间,这期间太阳和月球对地球的引力作用最为显著,称为“大潮期”。如,2019年6月17日长宁6.0级地震就发生在大潮期。同样,农历每月的初七、八前后和二十二、二十三前后,既月亮呈上弦月和下弦月时,太阳、地球和月球呈直角三角分布,这期间被称为“小潮期”,2022年6月1日芦山6.1级地震和9月5日泸定6.8级地震就发生在小潮期。无论是大潮期还是小潮期,都会在地球上引起地壳的弹性变化,这种变化或许在量级上不大,但其会作用在地表上极大的区域,因此所带来的影响也较大。

同时,这种弹性变化会在孕震区引发一些较小的地震,这些小地震被称为调制地震,即受到固体潮变化而引起的地震,这些较小的地震或许还具有“示踪”的效果。当大小潮时间段内的小地震发生频率明显高于自然平均数时,表明该区域或邻近区域或许存在孕震应力加速累计的情况,而这种加速累计是否会与后续更大地震有关或对未来强震具有指示意义,目前仍没有结论,还需要研究人员通过大量的震例研究来总结规律。

虽然固体潮涨落和地震的关系仍是研究的难点,但目前国内外已经在上述理论中发展出了相应的方法,如国内的小震调制比方法,该方法发现2013年7月22日岷县彰县6.6级地震前调制小震的数量存在显著上升现象,笔者在试验中也发现2014年11月22日的康定6.3级地震前,调制小震数量也存在明显增多的情况。国外,研究人员发现固体潮涨落有助于理解浅地壳破裂的机制。

整体而言,从固体潮涨落的角度出发,可以看到其在某些区域与地震发生存在一定的联系,但这种联系背后的机制,如何从中总结出数学模型,仍有大量的工作要做。值得期待的是,基于固体潮涨落对地震影响的研究已经从单一方向朝多方向发展,由此演变而来多学科研究及方法也逐渐被应用到了地震研究中,相信在研究人员的协同努力下,固体潮与地震的关系也将更加明朗,更多的成果也将被应用到实践工作中,为防震减灾提供新的思路和方法。

(作者单位:四川省地震局)