科學(xué)家發(fā)現(xiàn)預(yù)測(cè)地震應(yīng)力的新數(shù)值模型

（中國(guó)科學(xué)院國(guó)家科學(xué)圖書館蘭州分館/中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心 周小玲 編譯）

（編譯者電子信箱，周小玲：zhouxl＠llas.ac.cn）

據(jù)2012年2月17日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇研究論文報(bào)道，紐約州立大學(xué)石溪分校的研究人員設(shè)計(jì)出了一種數(shù)值模型，有助于解釋地震與引發(fā)地震的強(qiáng)應(yīng)力之間的聯(lián)系。這一研究成果將對(duì)地震長(zhǎng)期預(yù)報(bào)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

紐約州立大學(xué)石溪分校地球科學(xué)系教授Holt博士和Ghosh博士，使用他們的模型來解釋作用于地球構(gòu)造板塊的應(yīng)力。根據(jù)他們所撰寫的“全球動(dòng)力學(xué)模型用于板塊運(yùn)動(dòng)及其驅(qū)動(dòng)力模擬”的研究論文，這些引發(fā)地震的應(yīng)力不僅存在于地震頻發(fā)的板塊邊界，而且也發(fā)生在板塊內(nèi)部，盡管目前對(duì)于板塊內(nèi)部的應(yīng)力了解甚少。

Holt博士認(rèn)為，如果考慮地形效應(yīng)和板塊內(nèi)部的密度變化，則地殼厚度變化便取決于所處的位置，如果考慮這一切因素，再加上地幔對(duì)流系統(tǒng)，便可以很好地解釋地表正在發(fā)生的變化。

他們的研究集中于漂浮在軟流圈地幔之上的板塊系統(tǒng)，在地質(zhì)時(shí)間尺度上，這個(gè)板塊系統(tǒng)表現(xiàn)為一個(gè)攜帶軟流圈地幔及其上方大陸板塊的對(duì)流系統(tǒng)。沿全球板塊邊界帶分布的相鄰板塊相互碰撞，或者相互分離，或者發(fā)生俯沖。大陸板塊之間的相互碰撞產(chǎn)生了壯觀的山脈和強(qiáng)地震。而板塊所承受的持續(xù)應(yīng)力也會(huì)引起板塊內(nèi)部發(fā)生地震。研究人員指出，正確預(yù)測(cè)板塊運(yùn)動(dòng)及板內(nèi)應(yīng)力已經(jīng)成為全球動(dòng)力學(xué)模型的一個(gè)挑戰(zhàn)。這些準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)對(duì)于理解造成板塊運(yùn)動(dòng)、造山、大陸裂谷以及在地震中釋放的應(yīng)變積累是非常重要的。

全球計(jì)算機(jī)模型所采用的數(shù)據(jù)是來自全球定位系統(tǒng)（GPS）的測(cè)量數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)主要用于追蹤變形板塊邊界帶內(nèi)的地殼運(yùn)動(dòng)，測(cè)量從地震斷層中收集的地球應(yīng)力場(chǎng)的方向，并且它是一個(gè)提供地球內(nèi)部密度變化圖片的全球地震儀網(wǎng)絡(luò)。研究人員將模型輸出數(shù)據(jù)與地表測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較。Holt博士指出，這些全球定位系統(tǒng)和斷層的觀測(cè)數(shù)據(jù)，可用于測(cè)試模型的完整性。

Ghosh和Holt博士發(fā)現(xiàn)板塊構(gòu)造是一個(gè)綜合系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)是由地表至地球核幔邊界之間的密度變化所驅(qū)動(dòng)的。有一個(gè)驚人的發(fā)現(xiàn)是地球淺部的特征（如地形和地殼厚度的變化）和深部大規(guī)模的地幔對(duì)流模式之間的相互影響是變化的，這種變化能夠促進(jìn)板塊運(yùn)動(dòng)，或者在某些地方會(huì)起到阻礙作用。他們還發(fā)現(xiàn)，由長(zhǎng)期的下沉板塊而形成的大規(guī)模的地幔對(duì)流，對(duì)于板內(nèi)應(yīng)力和板塊運(yùn)動(dòng)的影響非常重要。研究人員發(fā)現(xiàn)，地形對(duì)板塊構(gòu)造系統(tǒng)也有重大影響，這一結(jié)果說明塑造地形的應(yīng)力與地形施加于板塊構(gòu)造系統(tǒng)的“反作用力”之間具有強(qiáng)大的反饋?zhàn)饔谩?/p>

Holt博士指出，雖然他們的模型不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)短期內(nèi)地震即將發(fā)生的時(shí)間和地點(diǎn)，卻可以幫助我們?cè)谳^長(zhǎng)的時(shí)間跨度內(nèi)更好地理解或預(yù)測(cè)地震。這項(xiàng)研究成果能夠更好地理解板塊系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)力，有助于開發(fā)出更好的預(yù)測(cè)模型。

資 料 來 源：http：//www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120217101058.htm

原題：Geoscientists use numerical model to better forecast forces behind earthquakes