對日本9級地震的中期預測及其依據(jù)

徐道一，鄧志輝，楚全芝，徐好民，陶京玲

(中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029)

對日本9級地震的中期預測及其依據(jù)

徐道一，鄧志輝，楚全芝，徐好民，陶京玲

(中國地震局地質(zhì)研究所，北京 100029)

對2011年3月11日發(fā)生在日本的9級大地震所做出的中期預測進行小結(jié)，并對所提出預測意見及其依據(jù)做了簡要論述。預測地區(qū)在日本南部、臺灣以及菲律賓一帶;預測震級為8～8.3級;預測時間是今后幾年;預測依據(jù)是青藏滇緬印尼歹字型構造體系。預測地震三要素與日本9級大地震三要素的對比結(jié)果表明，這一中期預測是基本正確的。

日本9級大地震;中期預測;歹字型構造體系

0 引言

2011年3月11日在日本東部沿海發(fā)生了Mw9級大地震 (以下簡稱為“日本9級地震”)，這是進入21世紀以來亞洲也是全球第二大巨震。日本9級地震及引發(fā)的海嘯造成了近1.9×104人死亡或失蹤和難以估量的巨大經(jīng)濟損失。

在20世紀90年代初，筆者提出中國大陸8級地震發(fā)震年份的252～257 a時間間隔，并據(jù)此做出中國大陸西部將發(fā)生8級以上地震的中長期預測［1］，這一預測為1997年11月8日西藏瑪尼7.9級地震的發(fā)生所證實［2］。進入21世紀后，基于對亞洲的6個8級巨震時空遷移變化信息有序性的研究，針對2003年9月27日發(fā)生在俄羅斯、蒙古、中國新疆邊境的7.9級大地震也有過較好的中期預測［3］。2004年12月26日在印度尼西亞蘇門答臘地區(qū)發(fā)生Mw9.1級特大巨震后，一直關注亞洲和全球的大地震的發(fā)展趨勢［4］，從而對日本9級地震在震前做出了基本正確的中期預測。本文對這一預測意見和依據(jù)進行了初步總結(jié)。

1 對日本9級地震的中期預測意見

1.1 中期預測意見的提出

2008年5月12日汶川大地震發(fā)生后，筆者多次提出過對亞洲未來將要發(fā)生大地震的中期預測意見［5～8］，認為在亞洲 (包括中國大陸的西部)，今后幾年 (群發(fā)期的下降時段)還存在發(fā)生8.0～8.3級地震的可能性;由于從2005年10月巴基斯坦巨震向東遷移到2008年5月四川汶川巨震，應注意未來發(fā)生8級大地震地區(qū)有可能在日本南部、中國臺灣以及菲律賓一帶。

1.2 對預測意見的檢驗

上述預測意見中預測時間是“今后幾年”，以提出上述預測意見成文最早的時間 (2008年6月20日)開始計算到日本9級地震發(fā)生，間隔2年8個月，是在“今后幾年”的范圍內(nèi)。預測震級的誤差為0.7級 (2011年日本地震震級最初確定為7.9級，后改為8.4級、8.8級，最后定為9級)，基本正確。在筆者的預測意見中將“日本南部”定義為日本北緯38°以南的主體島嶼［8］。據(jù)中國地震臺網(wǎng)測定，2011年日本9級地震的震中位置是北緯38.1°，東經(jīng)142.6°，9級地震發(fā)生在預測意見的第一地區(qū)的邊緣，余震區(qū)延伸到北緯36°左右。因此，預測發(fā)震地區(qū)也是基本正確的。

預測時間尺度盡管是在中期預測的允許范圍內(nèi)，但是比較模糊，精確度差，這是最大的不足之處，也是今后應重點改進之處。

總之，對日本9級地震的預測是基本正確的中期預測意見。

2 中期地震預測依據(jù)

歹字型構造體系是做出基本正確中期預測的最重要依據(jù)。

筆者對2008年汶川大地震沒有做出預測，通過認真反思，發(fā)現(xiàn)中國大陸一些8級地震(包括汶川大地震)與李四光院士提出的青藏滇緬印尼歹字型構造體系存在密切聯(lián)系［9］。

在2010年，筆者依據(jù)青藏滇緬印尼歹字型構造體系，研究了2005年10月巴基斯坦巨震和2008年5月四川汶川巨震與2004年12月和2007年9月印尼蘇門答臘的2個8.5級以上特大地震的對應關系，提出巨災群發(fā)主要地區(qū)之一位于東亞，以印尼為中心，影響地區(qū)一是沿青藏滇緬印尼歹字型構造體系，向西到巴基斯坦一帶;另一沿西太平洋地震帶向北向南［5］。在發(fā)震時間方面，2004年12月印尼巨震與2005年10月巴基斯坦巨震的間隔時間是286 d，而2007年9月印尼巨震與2008年5月汶川巨震的間隔時間是243 d(見表1)，二者差別不大。因此，可以說，汶川巨震和巴基斯坦巨震的發(fā)生都與蘇門答臘巨震有關。

表1 印尼巨震與巴基斯坦巨震和汶川巨震的基本參數(shù)以及時間間隔Table 1 Basic parameters of earthquakes in Indonesia，Pakistan and Wenchuan，and time intervals

圖1標出了表1中4個地震的空間位置。圖中用每個地震的發(fā)生年份標識該地震;點線表示表1中地震時間上依序發(fā)生的相關性;實線表示預測的2個地震 (巴基斯坦巨震和汶川巨震)的遷移方向;虛線表示對2011年9級地震的預測。

基于上述認識，在近6年亞洲發(fā)生的多個7～8級地震中選出2005年巴基斯坦巨震和2008年汶川巨震，在多次預測意見中一再強調(diào)巴基斯坦巨震向東遷移到汶川巨震，強調(diào)它們之間聯(lián)系的重要性，預測震級也提高為8～8.3級，并進一步提出未來地震有可能在日本南部發(fā)生的認識。

青藏滇緬印尼歹字型構造體系與西太平洋地震帶的地震活動存在密切聯(lián)系，也可由表2為旁證。表2列出了2011年3—4月發(fā)生的幾個地震的基本參數(shù)，可見位于青藏滇緬印尼歹字型構造體系中的云南盈江5.8級地震發(fā)生在3月9日的日本7.3級大地震后一天，3月11日9級地震前一天;類似地4月10日四川爐霍5.3級地震發(fā)生在4月7日的日本7.3級強余震后三天，4月11日日本6.6級強余震的前一天。結(jié)合上述情況，可見青藏滇緬印尼歹字型構造體系與西太平洋地震帶 (當前主要是日本南部等)確實是處于緊密聯(lián)系之中。

圖1 亞洲8個8級地震的空間分布Fig.1 Spatial distributions of 8 great earthquakes in Asia

表2 2011年3—4月發(fā)生于日本及中國西南地區(qū)的幾個地震的基本參數(shù)Table 2 Basic parameters of earthquakes occurred in Japan and southwest China from March to April，2011

3 對日本和亞洲大地震基本特點的了解

3.1 對日本大地震的研究成果

1997—1998年間，筆者對1890年以來日本7.5級以上大地震的時空分布進行了一定程度的研究［10］，認為自1946年日本以南遠海 (北緯32.5°，東經(jīng)134.25°)發(fā)生8.2級巨震以后，在日本南部一直沒有發(fā)生過8級以上的巨震［11］，所以將要發(fā)生8級以上地震的可能性較大。因此預測意見中把“日本南部”作為預測發(fā)震地區(qū)的第一選擇不是偶然的。

近十年來，筆者對中國大陸8級大地震的研究成果［12］表明，近期在中國大陸東部發(fā)生8級大地震的可能性不大。因此，一直關注日本南部、中國臺灣等地的地震發(fā)展趨勢。根據(jù)宇佐美龍夫［11］的研究，在日本南部北緯36°以南的地區(qū)，1874年以前曾發(fā)生了10次8級巨震;從1874年至今，已發(fā)生1891、1911、1946年3次巨震;1946年以后的50多年中這一地區(qū)沒有發(fā)生8級大震。對于這一巨震活動高群發(fā)地區(qū)，現(xiàn)在顯示了異常平靜，值得特別關注。

筆者起初對亞洲未來將要發(fā)生大地震的中期預測意見中的預測震級為7.5～8.0級。后來由于在筆者預測地區(qū)中，2005年3月2日、2007年3月25日相繼發(fā)生7.3級、6.9級地震，2007、2008年亞洲連續(xù)發(fā)生多個大于8級地震，因此把預測震級提高到8.0～8.3級。

3.2 立足于亞洲大地震的研究成果

在對1934—1970年期間亞洲發(fā)生的12個8級巨震進行研究時發(fā)現(xiàn)，其中5個巨震之間的時間間隔大體為等間隔，存在自西向東的遷移趨勢［13］，特別是其中的1945年巴基斯坦8級地震，向東遷移后在1951年中國西藏發(fā)生當雄8級地震，后來在1963年日本附近地區(qū)發(fā)生8.1級大地震 (見表3)。圖1也顯示出上述3個地震 (用空心圓標識)按時間次序由西向東的有序遷移。在21世紀初，依據(jù)這些地震由西向東遷移成果，以及1997—2001年亞洲一些7.5～8.0級地震顯示類似的由西向東的遷移，較好地中期預測了2003年9月27日發(fā)生在俄蒙中邊界的7.9級地震［3］。

表3 1945—1963年期間亞洲三次巨震的基本參數(shù)Table 3 Basic parameters of three earthquakes in Asia during 1945 to 1963

筆者是從亞洲 (面積大約4.2×107km2)范圍內(nèi)提出上述日本等預測地區(qū)的。自2008年汶川大地震發(fā)生后的近3年期間，2011年日本9級地震是亞洲和全球發(fā)生的最大地震。在預測的3個地區(qū)中，“日本南部”位列第一，是把它作為首先要關注地區(qū)。從中期預測角度來看，上述預測地區(qū) (日本南部的面積大約2×104～25×104km2)的范圍不能算大。

預測意見提出的立足點不只局限于對日本的地震活動研究的結(jié)果。對比之下，在20世紀60年代末，日本一些學者提出過預測東海地震問題。1969年6月把它作為8級大震的“特殊觀測區(qū)”列入長期年度計劃。20世紀70年代中期，由石橋克彥提出，經(jīng)日本氣象廳審查通過，指定南關東的東海地區(qū)作為重點監(jiān)視區(qū)，將東海地區(qū)的地震預報視為實用化階段。1977年認為進入短期監(jiān)視階段。他們主要是就日本的地震活動用于地震預測，所提出的預測地區(qū)比筆者提出的小得多，預測時間跨度類似。但是，他們所預測的大地震至今尚未發(fā)生。

這表明，日本9級地震的形成過程可能與亞洲地區(qū)的大環(huán)境有關，也是從亞洲角度提出預測意見的優(yōu)越性的體現(xiàn)。

4 討論與結(jié)論

在2008—2010年筆者先后多次提出對日本南部 (日本北緯38°以南地區(qū))等區(qū)域未來幾年將可能發(fā)生8.0～8.3級地震的中期預測意見，2011年日本9級地震的發(fā)生表明上述預測意見是基本正確的。

上述預測意見的提出立足于李四光院士提出的青藏滇緬印尼歹字型構造體系，從亞洲發(fā)生的多個7～8級地震中挑選出2005年巴基斯坦巨震和2008年汶川巨震，結(jié)合筆者對日本和亞洲大地震遷移的研究成果，以及青藏滇緬印尼歹字型構造體系與西太平洋地震帶的聯(lián)系，做出由西向東可能遷移到日本南部等地區(qū)的預測意見。

在上述預測意見提出時，僅注意2005年巴基斯坦巨震和2008年汶川巨震的空間聯(lián)系(向東遷移)，實際上還可以應用這2個大地震的發(fā)震時間，改進對發(fā)震時間的預測。巴基斯坦巨震與汶川巨震的時間相隔2年7個月，而汶川巨震與日本9級地震相隔2年10個月。如應用汶川巨震發(fā)生時間加上2年7個月作為預測發(fā)震時間 (2010年12月)，則可顯著提高發(fā)震時間的精度，有可能從中期預測進到中短期預測的時間尺度。如果進一步與其他中期和短臨預測方法結(jié)合，在震前作出較好短臨預測也是可能的。

有學者認為上述預測意見不夠精確，筆者認為有必要區(qū)別“精確”和“正確”這兩類不同概念。對中期預測最好不要求“精確” (如能做到“精確”，自然更好)，而是要求“正確”?！罢_”的含義應是在總體上基本符合。不能區(qū)別“精確”與“正確”在應用層次上的差異，這也許是許多學者認為地震是不能預測的原因之一。

致謝 本文成稿過程中，鄭劍東教授、林云芳研究員、黃相寧副研究員提出寶貴意見，鄧乃恭教授對全文提出許多修改建議，在此表示衷心感謝。

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THE MODERATE-TERM PREDICTION FOR Mw9.0 EARTHQUAKE IN JAPAN AND ITS SCIENTIFIC BACKGROUND

XU Dao-yi，DENG Zhi-hui，CHU Quan-Zhi，XU Hao-ming，TAO Jing-ling
(Institute of Geology，China Earthquake Administration，Beijing 100029，China)

In this paper，the author summarized the moderate-term prediction about the super-great earthquake occurred in the sea off the east coast of Honshu，Japan on March 11，2011，and discussed the predicting criteria.The predicted areas were defined to south Japan and other two areas.The predicted earthquake magnitude was 8.0 to 8.3.The moderate-term prediction was based on the tectonic system controlled by Qinhai-Tibet-Yunnan-Burma-Indonesian eta-type tectonic series.The comparison of prediction result to the occurrence of Mw9.0 earthquake in Japan indicates that the prediction is basically correct.

Mw9.0 great earthquake occurred in Japan;moderate-term prediction;eta-type tectonic system

P315.75

A

1006-6616(2012)01-0091-06

2011-09-28

中央公益性院所基本科研專項 (IGCEA1001);中國地震局老專家科學基金項目 (201039)

徐道一 (1934-)，男，中國地震局地質(zhì)研究所研究員，專業(yè):地質(zhì)學、地震預測等。E-mail:xdy505@126.com