玉樹井水溫異常與尼泊爾Ms8.1級地震關(guān)系

楊曉霞,孫麗,孫春玲,李玉麗

(青海省地震局，青海西寧　810001)

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玉樹井水溫異常與尼泊爾Ms8.1級地震關(guān)系

楊曉霞,孫麗,孫春玲,李玉麗

(青海省地震局，青海西寧810001)

摘要：分析認(rèn)為玉樹地震臺井水溫2015年3月出現(xiàn)的異常很可能與尼泊爾8.1級地震有關(guān)。進(jìn)一步分析玉樹井水溫自2007年以來的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這口井在2008年5月12日四川汶川Ms8.0級地震、2009年11月12日德令哈Ms5.0級地震和2010年4月14日青海玉樹Ms7.1級地震前均出現(xiàn)較明顯的前兆異常，分析這口井對應(yīng)不同地震的異常曲線形態(tài)，得出這口井在尼泊爾地震前的異常形態(tài)與汶川、德令哈和玉樹地震前的異常形態(tài)不同的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：玉樹水溫；尼泊爾8.1級地震；前兆異常

0引言

北京時(shí)間2015年4月25日14時(shí)9分，在鄰近我國西藏自治區(qū)的尼泊爾境內(nèi)發(fā)生了Ms8.1級地震。這是繼2005年克什米爾Ms7.6級地震、2008年汶川Ms8.0級地震后，21世紀(jì)以來青藏高原周邊發(fā)生的第三次災(zāi)害性地震事件[1]。青海省玉樹地震臺安裝的SZW-1A型數(shù)字式溫度計(jì)記錄到地震前的水溫異常信息，由于震中距離相對較近，記錄到的異常量比較大，異常幅度為0.02℃，分析認(rèn)為，觀測到的短期前兆異常很可能與這次Ms8.1地震有關(guān)(圖1)，本文擬對此作分析探討。

1臺站的基本情況

1.1井位條件

玉樹井位于青海省玉樹縣結(jié)古鎮(zhèn)團(tuán)結(jié)村，井深105 m，井內(nèi)套管下置深度100 m，水溫觀測儀器為SZW-1A型數(shù)字式溫度計(jì)，傳感器放置深度為100 m，此處為中生代侏羅紀(jì)花崗巖(圖2)，用于觀測水溫。

1.2觀測儀器

玉樹地震臺選用由中國地震局地殼應(yīng)力研究所研制的SZW-1A型數(shù)字式水溫觀測專用石英溫度計(jì)，該儀器分辨率達(dá)0.000 1℃，短期穩(wěn)定性為0.000 1℃/日，具有高分辨率、高穩(wěn)定性、高精度、寬量程、數(shù)字化自動觀測等特點(diǎn)。采樣率為1次/分鐘。

圖1　研究區(qū)域及井點(diǎn)分布

2尼泊爾8.1級地震前玉樹井水溫異常分析

2.1玉樹水溫測值的動態(tài)變化規(guī)律

玉樹水溫為“十五”數(shù)字化前兆資料，2007年7月開始觀測，同年10月后資料趨于穩(wěn)定。該井水溫自2007年8月～2011年12月數(shù)據(jù)呈現(xiàn)漂移上升型，年變幅達(dá)到0.05℃，月變幅約為0.01℃，日變幅在0.008℃，2012年6月～2012年12月由于儀器故障，返廠維修；2013年1月正常觀測，2013年5月～6月儀器故障，導(dǎo)致缺數(shù)；目前水溫測值明顯低于維修前的水溫值，年變幅為0.02℃，月變幅約為0.01℃，日變幅在0.01℃，動態(tài)特征屬于漂移上升型(圖3)。

圖2　玉樹地?zé)峋字鶢顖D

2.2尼泊爾8.1級地震前的異常特征

圖4是玉樹井水溫日均值及其分段曲線擬合之差曲線。由日均值曲線可以看出，從2015年3月初開始，水溫打破正常的趨勢上升形態(tài)，出現(xiàn)了急速上升變化，變化速率為原來的48倍。由此判定，在2015年4月25日尼泊爾Ms8.1級地震前，玉樹水溫出現(xiàn)了顯著的異常變化。該異常變化過程為： 2015年3月13日開始，玉樹井水溫出現(xiàn)測值突升現(xiàn)象，一直持續(xù)上升，3月20日數(shù)據(jù)達(dá)到5.582℃，比異常前日均值5.561℃高出0.021℃，3月21日～26日數(shù)據(jù)稍有下降，3月26日之后數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)平，測值為5.578℃，仍然高于異常前5.561℃的測值，4月25日發(fā)生了尼泊爾8.1級地震，通過對水溫2015年1月1日至9月30日的日均值進(jìn)行去趨勢處理，消除儀器零漂之后得到一組高頻的異常數(shù)據(jù)，異常點(diǎn)出現(xiàn)在地震前42天(圖4)。

圖3　玉樹水溫2007-07～2011-11及2014-01～2015-09 整點(diǎn)值曲線

3玉樹水溫異常對比分析

玉樹井水溫自觀測以來，先后出現(xiàn)5次大幅度的突變異常變化，2007年10月突變，分析認(rèn)為跟儀器安裝初期處在儀器平衡過程有關(guān)[2]。其他4次突變后短期內(nèi)，在其周邊一定范圍內(nèi)均有地震對應(yīng)，表1列舉出4次地震前異常與地震三要素之間的關(guān)系。

圖4　玉樹井水溫日值及其分段曲線擬合之差

表1　　　　　　　玉樹井水溫異常統(tǒng)計(jì)

從表1中可以看出，異常幅度有明顯差異。總體來說，震級大、震中距小的地震震前異常幅度大，汶川Ms8.0級地震(井震距643 km)異常幅度為0.022℃，玉樹Ms7.1級地震(井震距46 km)異常幅度為0.029℃，德令哈Ms5.0級地震(井震距508 km)異常幅度僅為0.017℃，尼泊爾Ms8.1級地震(井震距1 294 km)異常幅度為0.021℃。異常出現(xiàn)到發(fā)震時(shí)刻的間隔，即異常持續(xù)時(shí)間與地震的震級也表現(xiàn)一定的規(guī)律性，總的趨勢是震級越大、井震距越小，距離發(fā)震的時(shí)間越長，汶川地震前異常特征持續(xù)時(shí)間為58天，玉樹地震前異常持續(xù)時(shí)間為85天，而尼泊爾地震前異常持續(xù)時(shí)間為41天。

從圖5中可以看出，雖然震中距不同，震級不同，但前3次異常表現(xiàn)形態(tài)極為相似，均表現(xiàn)為突降型，而尼泊爾地震前的異常形態(tài)表現(xiàn)為突升型。4次異常形態(tài)清晰、可辨、信度較高。

圖5　玉樹井水溫地震前異常形態(tài)對比

4結(jié)論

綜上分析，可得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識：

(1)《地下流體地震預(yù)報(bào)方法》[3]一書認(rèn)為：“地?zé)?水溫)異常的出現(xiàn)一般是特發(fā)性的，其中以階躍變化和脈沖變化為多，具體到每個(gè)臺站，它的異常形態(tài)也是有規(guī)律的，這一特征可以幫助我們從形態(tài)上來識別前兆異常。”玉樹井水溫在4次5級以上地震前異常出現(xiàn)的主要形態(tài)是階躍變化，說明該井水溫出現(xiàn)的異常很可能是地震前兆。

(2)《震源物理》[4]認(rèn)為：“在震源孕育過程中，由于構(gòu)造里作用較緩慢，所以巖石內(nèi)積累應(yīng)力的過程不是完全彈性體積累應(yīng)力的過程，而是流變體積累應(yīng)力的過程?！庇纱?，筆者認(rèn)為水溫出現(xiàn)的異常可能是孕震中斷層面緩慢產(chǎn)生“流變體”滑動形成的長周期波通過上地?；蜍浟鲗觽鞑ザ斐傻?，同時(shí)，這種長周期波還可能造成觀測井周邊地下微裂隙張開或閉合，使地下流體發(fā)生微小的溫度變化，被高精度的測溫儀器記錄。

(3) 玉樹井水溫異常對應(yīng)4次地震，異常形態(tài)前3次表現(xiàn)為下降型異常動態(tài)特征，后一次異常形態(tài)表現(xiàn)為上升型異常動態(tài)特征。

(4) 玉樹井水溫異常出現(xiàn)到發(fā)震時(shí)刻的間隔，即異常持續(xù)時(shí)間與地震的震級也表現(xiàn)一定的規(guī)律性，總的趨勢是震級越大、井震距越小，距離發(fā)震的時(shí)間越長。

參考文獻(xiàn)：

[1]張勇，許力生，陳運(yùn)泰. 2015年尼泊爾Mw7.9地震破裂過程快速反演與初步聯(lián)合反演[J]. 地球物理學(xué)報(bào)，2015，58(5): 1804-1811.

[2]何案華，趙剛，劉成龍，等. 青海玉樹與德令哈地?zé)嵊^測井在汶川與玉樹地震前的異常特征[J]. 地球物理學(xué)報(bào)，2012，55(4):1261-1268.

[3]國家地震局預(yù)測預(yù)防司. 地下流體地震預(yù)報(bào)方法[M]. 北京：地震出版社，1997:146.

[4]郭增建，秦保燕. 震源物理[M]. 北京：地震出版社，1979:159-168.

RELATION BETWEEN THE WATER TEMPERATURE ANOMALY OF YUSHU WELL AND NEPAL Ms8.1 EARTHQUAKE

YANG Xiaoxia,SUN Li,SUN Chunling,LI Yuli

(Earthquake Administration Of Qinghai Province,Xining 810001,China)

Abstract:The anomalies of the water temperature of the Yushu well in March 2015 might be relevant to the 8.1 earthquake in Nepal.Furthermore,the data of the water temperature observed in Yushu well since 2007 were analyzed,the precursory anomalies were found in the well right befor Wenchau earthquake on May 12th,2008,Delingha earthquake on November 12th,2009 and Yushu earthquake on April 14th,2010 respectively,and the anomaly curves of the well for different earthquakes were compared in terms of shape,it can be concluded that the shapes of precursory anomaly curves of the well in Nepal earthquake are changed and compared to Wenchuan earthquake and Yushu earthquake.The water temperature in Yushu Well is very important for the futhur earthquake prediction.

Key words:Yushu well temperature;Nepal Ms8.1 earthquake;Precursory anomaly

收稿日期：2015-11-06

基金項(xiàng)目：青海省地震科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號：2015A03)資助。

作者簡介：楊曉霞(1981—)，女，甘肅靜寧人，助理研究員，主要從事地震地下流體分析工作。

中圖分類號：P315.72+3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-586X(2016)02-0012-04