降雨觸發地震

降雨觸發地震

降雨觸發地震是自然界地震的一種,屬於與水循環作用相關的地震。其基本含義即由於降雨而產生的地震。降雨觸發地震一方面比構造地震淺、震級小,另一方面比地表災害如滑坡、岩溶塌陷等深、規模大,所以降雨觸發地震的區域,地下水與地質構造、水文地質、岩溶構造等相互作用、相互影響及其結果更加明顯、有其獨特性。

基本介紹

  • 中文名:降雨觸發地震
  • 外文名:Rainfall triggered earthquake
  • 歸屬:自然地震的一種
  • 屬於:與水循環作用相關的地震
  • 特點:震級小
  • 學科:地質科學
釋義,分類,研究進展,討論,

釋義

降雨觸發地震是自然界地震的一種,屬於與水循環作用相關的地震。其基本含義即由於降雨而產生的地震。降雨觸發地震一方面比構造地震淺、震級小,另一方面比地表災害如滑坡、岩溶塌陷等深、規模大,所以降雨觸發地震的區域,地下水與地質構造、水文地質、岩溶構造等相互作用、相互影響及其結果更加明顯、有其獨特性。

分類

人們很早就注意到了降雨與地震有關,1912年Drake出版的《中國的破壞性地震》中討論了按月、按季節分配的地震數量。1913年Sayles在美國地震學會公報上出版的《地震和降雨》中提出了降雨增加與地震活動增加的周期性及相關性。然而,直到20世紀80年代後期,對地下水位的季節性回漲或暴雨誘發的周期性地震活動增強等事件的報導開始增多並對其進行研究。自然界地震分為兩類:①與板塊構造運動作用相關的地震;②與水循環作用相關的地震。1987年Costain等提出了水力地震活動(Hydroseismicity)假說,認為水循環作用可以在板塊內部和板塊邊界產生地震,包括水庫地震、降雪融化產生地震、降雨產生地震等,但水循環主要因素是降雨。目前,這一假說得到了進一步完善並提出了很多事實支持,並且成為地震科學研究的另一重要領域。近幾年,廣西地區出現了幾次降雨觸發地震事件,蔣海昆等對其進行了一定程度的研究。但隨著我國測震台網監測範圍不斷擴大、監測能力不斷提高,必將發現更多的降雨觸發地震事例。所以,降雨觸發地震是我們今後不得不面臨的研究工作,對其研究進展進行分析並討論具有重要的意義。

研究進展

雖然降雨觸發地震研究工作於20世紀八九十年代後才真正開展起來,但仍取得了一些進展:
(1)降雨引起的較小應力變化可以觸發地震,如100Pa數量級的應力變化足以觸發地震。降雨觸發地震的機理一般為降雨滲透使流體孔隙壓力增加、強度降低,進而觸發地震;但有人提出餘震活動受流體的流動所驅動。
(2)降雨觸發地震可以使斷層活動產生地震,也可以使岩溶塌陷或裂隙閉合產生地震。
(3)觸發地震與地質構造、水文地質等有關,如在喀斯特地區即岩溶地區經常發生降雨觸發地震。
(4)降雨觸發地震與區域應力集中無關,既可以在地震活動強烈的地區觸發地震,也可以在地震活動弱的地區觸發地震。
(5)降雨觸發地震位置與區域所在板塊位置無關,可以在板塊內部、也可以在板塊邊界。
(6)相關理論及模擬在降雨觸發地震研究中的運用,如庫侖破裂理論、有效應力原理等運用於穩定性研究,數值模擬孔隙壓、擴散率等的變化以及地下水動力學理論合理的解釋孔隙壓的變化和觸發地震延遲性。
(7)地震活動模型及模擬的運用為降雨觸發研究地震提供了新的手段。國內在20世紀90年代左右也已經注意到了降雨與地震有關的現象,但主要是以統計或推理性分析為主。由於觀測的原因,國內降雨觸發地震的文獻報導和研究工作嚴重滯後、偏少,目前開展了一些探索性研究。這些研究中以蔣海昆等對廣西2010年6月28日—8月15日凌雲-鳳山交界地區3級降雨觸發震群研究最為全面和深入,作者開展了降雨與地震關聯性分析,對地震進行了定位並研究了震源破裂特徵,基於ETAS模型檢測了流體觸發地震的強弱,運用擴散方程研究了不同深度孔壓變化等。

討論

在降雨觸發地震中,降雨滲透造成的地下水作用是外因;地質構造、水文地質等環境因素是降雨觸發地震的控制因素,這些因素控制地質災害及地震的發生。事實上,並不是所有降雨都可以觸發地震,只有在某種特定條件下才可能觸發地震,這主要是由降雨觸發地震區域本身固有的結構和特性所決定的。因此,在研究降雨觸發地震的影響因素中,不能忽略觸發地震區域本身固有的結構和特性及其與降雨滲透的作用。此前在構造方面的研究,主要集中在利用地質構造學、岩溶學、水文地質學等研究成果進行分析,然後認為哪個區域適合降雨觸發地震;在降雨滲透作用方面,主要是利用數值模擬孔隙壓、擴散率等的變化以及地下水動力學理論合理的解釋孔隙壓的變化和觸發地震延遲性;在降雨觸發地震特徵方面,主要是運用地震波資料研究降雨觸發地震震源變化特徵,進一步說明降雨觸發地震與構造地震的差異、以此論證地震源於降雨。降雨觸發地震一方面比構造地震淺、震級小,另一方面比地表災害如滑坡、岩溶塌陷等深、規模大,所以降雨觸發地震的區域,地下水與地質構造、水文地質、岩溶構造等相互作用、相互影響及其結果更加明顯、有其獨特性。所以,降雨觸發地震研究在研究降雨作用與震源破裂特徵的同時,更應該研究地質構造的特徵、研究降雨觸發地震區域本身固有的結構和特性與降雨滲透的相互作用、相互影響,以便更加清楚地認識降雨觸發地震成因及其相互聯繫,深化對降雨觸發地震機理、機制的理解和認識。

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