全球不同地區(qū)強(qiáng)震與地球自轉(zhuǎn)之間的關(guān)系分析＊

陳學(xué)忠陸小華

1）中國(guó)地震局地球物理研究所，北京100081

2）北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京100093

全球不同地區(qū)強(qiáng)震與地球自轉(zhuǎn)之間的關(guān)系分析＊

陳學(xué)忠1）陸小華2）

1）中國(guó)地震局地球物理研究所，北京100081

2）北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京100093

對(duì)全球及一些地區(qū)地震在地球自轉(zhuǎn)速率長(zhǎng)周期變化的加速和減速段里年發(fā)生次數(shù)進(jìn)行了分析，得到的結(jié)果表明，就全球地震而言，減速期7級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)似乎略高于加速期，8級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)似乎相當(dāng)，沒(méi)有明顯差異，8.5級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)似乎比加速期里高。太平洋東帶和太平洋北帶的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致地比加速期略高，而太平洋西帶和太平洋南帶的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致地比加速期略低。亞歐帶的地震發(fā)生在減速期的略比加速期的少，亞歐帶東段、大三角地震活動(dòng)區(qū)和亞歐帶西段的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致低于加速期的。對(duì)于川滇及緬甸北部地區(qū)的地震，在高海拔地區(qū)，在減速期間年發(fā)生次數(shù)為加速期間的3.8倍，而在低海拔地區(qū)發(fā)生的3次地震都在加速期間。在青藏塊體及印度北部地區(qū)，加速期間年發(fā)生次數(shù)約為減速期間的4倍，表明這個(gè)地區(qū)7.5級(jí)以上地震與地球自轉(zhuǎn)加速之間存在著強(qiáng)烈的相關(guān)性。臺(tái)灣及附近地區(qū)，7.5級(jí)以上地震，在加速期間年發(fā)生次數(shù)約為減速期間的2.4倍，顯示這個(gè)地區(qū)7.5級(jí)以上地震與地球自轉(zhuǎn)加速之間存在著強(qiáng)烈的相關(guān)性。上述結(jié)果對(duì)深入認(rèn)識(shí)地震與地球自轉(zhuǎn)之間的關(guān)系具有一定意義。

全球；強(qiáng)震；地球自轉(zhuǎn)；關(guān)系

地球自轉(zhuǎn)與地震的關(guān)系早已引起人們的關(guān)注［1－17］。盡管這些研究幾乎得到了相近的結(jié)果，但地球自轉(zhuǎn)與地震活動(dòng)之間的關(guān)系仍存爭(zhēng)議。本文利用1900年以來(lái)全球7級(jí)以上地震目錄，根據(jù)地球自轉(zhuǎn)長(zhǎng)周期變化的加速段與減速段地震活動(dòng)年發(fā)生次數(shù)的差異，分析地震活動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)之間的關(guān)系。

地球自轉(zhuǎn)速率在時(shí)間尺度上包含著幾天到地質(zhì)年代時(shí)間跨度的變化，這種變化通常用日長(zhǎng)變化來(lái)表征。地球內(nèi)部地核與地幔的耦合作用引起日長(zhǎng)十年至幾十年時(shí)間尺度的起伏變化，這種時(shí)間尺度的變化在地球自轉(zhuǎn)研究領(lǐng)域中統(tǒng)稱(chēng)為“十年起伏”的長(zhǎng)周期趨勢(shì)變化。而大氣環(huán)流和固體潮等會(huì)引起日長(zhǎng)的季節(jié)性變化，短周期變化主要是大氣的高頻震蕩和潮汐波動(dòng)引起的。

地球自轉(zhuǎn)速率的長(zhǎng)周期變化可以通過(guò)地球自轉(zhuǎn)日長(zhǎng)的年平均值得到。圖1為地球自轉(zhuǎn)日長(zhǎng)年平均值隨時(shí)間的變化，圖中縱軸為日長(zhǎng)，單位為毫秒（ms），其意義是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)日長(zhǎng)的變化量。1900年以來(lái)，地球自轉(zhuǎn)長(zhǎng)周期變化的減速段為：1900—1902、1906—1912、1930—1944、1956—1957、1962—1966、1968—1972、1976、1978、1982—1983、

1987、1989—1993、1995、2004—2008；加速段為：1903—1905、1913—1929、1945—1955、1958—1961、1967、1973—1975、1977、1979—1981、1984—1986、1988、1994、1996—2003、2009—2010。減速段所占時(shí)長(zhǎng)為53年，加速段所占時(shí)長(zhǎng)為58年。

圖1 地球自轉(zhuǎn)日長(zhǎng)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)日長(zhǎng)的年平均值隨時(shí)間的變化

1 全球強(qiáng)震活動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)之間的關(guān)系

利用1900年以來(lái)全球7級(jí)以上地震，

通過(guò)簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)分析，可以得到：減速期共發(fā)生1 075次7級(jí)以上地震，減速期占時(shí)間長(zhǎng)度為53年，平均每年發(fā)生20.3次；加速期共發(fā)生1 087次7級(jí)以上地震，加速期占時(shí)間長(zhǎng)度為58年，平均每年發(fā)生18.74次。各減速期7級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)平均為20.4，最大為33.0，最小為10.0；各加速期7級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)平均為17.18，最大為23.2，最小為10.0。因此，減速期7級(jí)以上地震發(fā)生率似乎略高于加速期。

表1 地球自轉(zhuǎn)加速和減速期間全球地震發(fā)生率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

減速期共發(fā)生73次8級(jí)以上地震，平均每年發(fā)生1.38次；加速期共發(fā)生75次8級(jí)以上地震，平均每年發(fā)生1.29次。各減速期8級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)平均為1.12，最大為3.3，最小為0.0；各加速期8級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)平均為1.12，最大為4.3，最小為0.0。因此，在減速期與加速期里，8級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)似乎相當(dāng)，沒(méi)有明顯差異。

減速期共發(fā)生13次8.5級(jí)以上地震，平均每年發(fā)生0.245次；加速期共發(fā)生11次8.5級(jí)以上地震，平均每年發(fā)生0.19次。在減速期里8.5級(jí)以上地震年發(fā)生次數(shù)似乎比加速期里高。

2 一些地區(qū)地震與地球自轉(zhuǎn)速率變化的相關(guān)關(guān)系

（1）環(huán)太平洋地區(qū)

環(huán)太平洋沿岸地區(qū)是全球強(qiáng)震分布的主要地帶，即環(huán)太平洋地震帶。業(yè)內(nèi)一般把環(huán)太平洋地震分成4個(gè)子帶，即太平洋東帶、太平洋北帶、太平洋西帶和太平洋南帶。圖2中給出了它們的空間范圍。

圖2 太平洋東帶（○）、太平洋北帶（☆）、太平洋西帶（□）和太平洋南帶（△）地震活動(dòng)空間分布示意圖

表2 環(huán)太平洋地震帶各子帶地球自轉(zhuǎn)加速和減速期間不同震級(jí)范圍的地震發(fā)生率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

表2給出了各帶不同震級(jí)范圍的地震發(fā)生與地球自轉(zhuǎn)加速和減速之間的關(guān)系。太平洋東帶和太平洋北帶的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致地比加速期略高，而太平洋西帶和太平洋南帶的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致地比加速期略低。

（2）亞歐地區(qū)

亞歐地區(qū)的強(qiáng)震主要沿亞歐地震帶分布，可以分為亞歐帶東段、大三角地震活動(dòng)區(qū)和亞歐帶西段（圖3）。表3給出了亞歐地震帶各區(qū)不同震級(jí)范圍的地震發(fā)生與地球自轉(zhuǎn)加速和減速之間的關(guān)系。亞歐帶東段、大三角地震活動(dòng)區(qū)和亞歐帶西段的地震，在減速期的年發(fā)生次數(shù)似乎一致低于加速期的。所以，亞歐帶的地震發(fā)生在減速期的地震略比加速期的少。

圖3 亞歐帶東段（○）、大三角區(qū)（□）和亞歐帶西段（☆）地震活動(dòng)空間分布示意圖

表3 亞歐地震帶各區(qū)地球自轉(zhuǎn)加速和減速期間不同震級(jí)范圍的地震發(fā)生率統(tǒng)計(jì)結(jié)果

（3）川滇及緬甸北部地區(qū)

這個(gè)地區(qū)自1900年以來(lái)共發(fā)生12次7.5級(jí)以上地震（表4），其中7次發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)減速期間，5次發(fā)生在加速期間。在減速期與加速期里，年發(fā)生次數(shù)分別為0.132和0.086。如果考慮到地震震中所在地區(qū)的海拔高低，可以看出，在高海拔地區(qū)，有7次地震發(fā)生在減速期間，年發(fā)生次數(shù)為0.132，只有2次發(fā)生在加速期間，年發(fā)生次數(shù)為0.035，即在減速期間年發(fā)生次數(shù)為加速期間的3.8倍。而在低海拔地區(qū)發(fā)生的3次地震都在加速期間。

（4）青藏塊體及印度北部地區(qū)

這個(gè)地區(qū)自1900年以來(lái)共發(fā)生11次7.5級(jí)以上地震（表5），其中2次發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)減速期間，9次發(fā)生在加速期間。在

減速期與加速期里，年發(fā)生次數(shù)分別為0.034和0.155，有明顯差異，在加速期間年發(fā)生次數(shù)約為減速期間的4倍。表現(xiàn)出這個(gè)地區(qū)7.5級(jí)以上地震與地球自轉(zhuǎn)加速之間存在著強(qiáng)烈的相關(guān)性。

表4 川滇及緬甸北部地區(qū)地球自轉(zhuǎn)加速和減速期間7.5級(jí)以上地震發(fā)生情況

表6 臺(tái)灣及附近地區(qū)地球自轉(zhuǎn)加速和減速期間7.5級(jí)以上地震發(fā)生情況

（5）臺(tái)灣及附近地區(qū)

這個(gè)地區(qū)自1900年以來(lái)共發(fā)生11次7.5級(jí)以上地震（表6），其中3次發(fā)生在地球自轉(zhuǎn)減速期間，8次發(fā)生在加速期間。在減速期與加速期里，年發(fā)生次數(shù)分別為0.056和0.138，有明顯差異，在加速期間年發(fā)生次數(shù)約為減速期間的2.4倍。表現(xiàn)出這個(gè)地區(qū)7.5級(jí)以上地震與地球自轉(zhuǎn)加速之間存在著強(qiáng)烈的相關(guān)性。

（作者電子信箱，陳學(xué)忠：cxz8675＠163.com）

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Analysis of the relationship between earth rotation and strong earthquakes in different regions of the world

Chen Xuezhong1），Lu Xiaohua2）
1）Institute of Geophysics，CEA，Beijing 100081，China
2）Beijing Vocational College of Agriculture，Beijing 100093，China

Based on analysis of the annual numbers of earthquakes occurring in the deceleration and acceleration phases of long－period variation in earth rotation for some regions of the world，some results are obtained：In the whole world，the annual number of earthquakes in the deceleration phase is a little higher than that in the acceleration phase for earthquakes of M≥7.0，while there is no obvious difference for earthquakes of M≥8.0；For earthquakes of M≥8.5，the annual number of the earthquakes occurring in the deceleration phase is higher than that in the acceleration phase.For the eastern and northern Pacific Ocean seismic belt，it seems that the annual number of earthquakes occurring in the deceleration phase is congruously higher than that in the acceleration phase，but for the western and southern Pacific Ocean seismic belt，the annual number of earthquakes occurring in the deceleration phase is congruously a little lower than that in the acceleration phase.In the Europe－Asia seismic belt，the number of earthquakes occurring in the deceleration phase is a little lower than that in the acceleration phase.In the eastern and western segments of the Europe－Asia seismic belt and the Great Triangle seismic region，the annual number of earthquakes occurring in the deceleration phase is congruously lower than that in the acceleration phase.In the region including Sichuan and Yunnan provinces of China and northern Myanmar，the annual number of earthquakes occurring in the deceleration phase is 3.8times as high as that in the acceleration phase for the area of higher sea level，and 3earthquakes in the area of lower sea level all occurred in the acceleration phase.In the Qinghai－Tibet area and northern India，the annual number of earthquakes of MS≥7.5occurring in the acceleration phase is 4 times as high as that in the deceleration phase，indicating that the earthquakes of MS≥7.5in this region is highly related to the acceleration of rotation of the Earth.In the region around Taiwan，the annual number of earthquakes of MS≥7.5occurring in the acceleration phase is 2.4times as high as that in the deceleration phase，which shows that the earthquakes of MS≥7.5in this region is highly related to the acceleration of rotation of the Earth.The results obtained above are of certain significance to further understanding the relationship between earthquakes and earth rotation.

the whole world；strong earthquake；earth rotation；relationship

P315.7；

A；

10.3969/j.issn.0235－4975.2011.12.009

2011－05－19；

2011－07－19。