诱发地震

诱发地震

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地震介绍

在特定的地区因某种 地壳外界因素诱发而引起的 地震,称为 诱发地震。这些外界因素可以是地下 核爆炸、 陨石坠落、 油井灌水等,其中最常见的是 水库地震。水库蓄水后改变了地面的 应力状态 ,且库水渗透到已有的断层中,起到 润滑和 腐蚀作用,促使 断层产生新的滑动。但是,并不是所有的 水库蓄水后都会发生水库地震,只有当库区存在活动断裂、岩性刚硬等条件,才有诱发的可能性。

原因分类

水库蓄水, 石油和 天然气、盐卤、地下热(汽)储的开发,废液处理和油田开采中的深井注水,钻进过程中的井漏, 矿山抽、排水,固体 矿床的开采和地下核爆炸等工程活动都可能诱发地震。按诱发因素可分为水(和其他流体)引起的诱发地震和非水诱发地震两类。前者主要是由于 水的参与,改变了应力条件和降低了岩体结构面的摩擦强度而发震。后者是由于工程活动改变了地壳表层的应力分布,在某些应力集中部位发生破坏而引起地震。在各种诱发地震中, 水库诱发地震的震例最多,震害最重;其次是抽、注液诱发的地震和采矿诱发的地震。

水库诱发

水库诱发地震早在20世纪30年代就有发现。全世界已知有近百个水库蓄水后诱发了地震,其中中国十几个。水库诱发地震在时空上与库水位升降密切相关。一般蓄水后不久即开始出现微震。库水位急剧上升至以前尚未达到过的新高程时,往往爆发地震。有时 水位的骤然下降也会引发震群和较强地震。地震活动高潮或强烈的地震一般出现在水库达到最高水位的最初一、二个蓄水周期的高水位 季节。随着 时间的推移,地震活动逐渐趋于衰减。有些水库地震可延续数十年。水库诱发地震仅局限于水库周围几公里范围内,震中常出现在水库的峡谷或基岩裸 露地段,震源深度极浅,从几公里至近 地表。地震序列可分为震群型和主震型两种类型。前者没有明显主震,但可有地震活动高潮;后者一般有明显前震期,震发生后, 余震活动低一阵高一阵趋于衰减。水库发震概率随坝高和库容增大而明显增高。

水库诱发地震的原因和发震机制还在探讨中。最早认为,水库蓄水后,水体作为一种附加载荷或由于它引起的地壳变形,可能导致原来已处于不稳定临界状态的断裂重新活动而诱发地震。经过计算和实际观测,表明这种附加载荷和引起的变形量级太小。随着 注水诱发地震的现场 试验和室内岩石 力学的研究,人们趋向于认为库水的渗漏和水力扩散(传递)也许是诱发地震的主要原因。由于这些作用,增高了结构面间的孔(裂)隙水压力,减小了有效应力;同时弱化了结构面间的物质,从而大大降低了结构面上的摩擦强度,使岩体失稳而产生地震。

全球变暖

全球气候变化可能是地震和火山爆发的诱因之一。

至今,科学家还没有找到2004年印尼海啸的发生与海平面升高之间有联系的直接证据。但此次灾难使科学家开始对气候与地质学之间的关系发生了浓厚兴趣。一些地质学家担心,全球气候变暖引起的冰河融化会释放地壳里被压抑的能量,从而引发剧烈的地质变化,导致地震、海啸和火山爆发等地质灾难发生。

一立方米的冰重量接近于一吨,而一些冰河的厚度可以达到1000米,当冰河融化,压在地表上的这些重量被去除,其下面的岩石长期承受的压力和张力将会释放出来,从而引发地质变化。加拿大阿尔伯塔大学地质学家帕特里克?吴将这种影响很形象地比喻成用大拇指挤压足球,当拇指对足球的压力去除后,足球将回弹而恢复其本来的形状。地球的组成结构非常黏稠,所以它的回弹速度很缓慢。

帕特里克-吴认为,厚厚的冰河的重量给地球施加了很大的压力,冰河的重量对地震起到了抑制作用,而一旦冰河融化,地震就将因此被引发。现在经常困扰加拿大东部的地震就是源于10000多年前的冰河时代产生的回弹。南极洲和格林兰岛表面所覆盖的冰层的融化也将产生类似影响,而且其过程由于人类活动诱发的温室气体效应将被加快。

南极冰的融化已经引发了地震和地下泥石流,虽然这些现象还没有引起人们的重视,但帕特里克?吴预计,气候变暖将为地球带来许多地震。当冰河融化,产生的水引起海平面升高,同时将增加海底所承受的压力。海底承受的压力增加,将影响其下面的地质构造运动。地壳比我们想象的更加敏感。已经有许多事例证明当水库里盛满水后,水的重量对地壳的压力会引发不同程度的地震。当地震发生在水下,将会引起海啸。

美国 北卡罗来纳大学的火山专家阿兰?格拉泽当初发现美国 加利福尼亚附近海域的火山与气候之间存在联系时,也半信半疑。但在查阅了许多资料后,他发现:世界上许多地方,特别是地中海海域的气候变化与火山活动之间存在关联关系。他认为,当几百米至一千米厚的冰河融化后,地壳上原来承受的压力减小,这样也使压制火山喷发的压力减小了,就会导致地壳裂缝,岩浆随即到达地表,造成火山爆发。

格拉则表示,冰河融化对地质产生的影响主要是由于发生融化处 承受的压力减小,而海平面升高对地质所产生的影响居其次。这是因为冰河融化产生的水会流向整个大洋,仅仅只使海平面产生微米级升高。而融化当地的冰河会失去1000米的厚度,这种重量减少所产生的、对当地地质的影响,会远远大于海平面升高对海底地质的影响。

英国伦敦大学学院的地质学家比尔-麦克戈伊尔教授表示,将世界上所发生许多现象综合起来分析,可以发现全球气候确实对地震的频率、火山爆发、海床崩塌等有直接的影响。这些影响以前就发生过,而且现在还在继续发生中。

资源过度开发

近年来,地热水、地热资源开发利用倍受开发商和许多地方政府的青睐,也受到生活用户的盲目欢迎。

地热水,俗称(误称)“温泉水”。 开采地热水部分地满足了一些地区的取暖和生活用水。一些地热水被用做矿泉医疗用水和地热发电用水。然而开采地热资源带来的严重恶果却被忽视了。

存在于岩石层下的高温水体资源明显区别于普通浅表地下水。一般地下水距地表仅1 .200米,而地热水体则位于深数十米、数百米甚至数千米的地壳岩石层中或岩石下。只有很少的天然地热水自发涌出地表,这就是温泉。

地热水含有硫磺等各种矿物成分,不适于人类饮用,其温度一般在25℃以上,最高可达280℃。地热水体的存在位置说明地热水是地球壳体的重要组成部分,根据地理常识判断,地热水具有缓冲地基岩石板块应力的作用,并承受和分散地表压力。在山脉地区和城市高层建筑密集区域,地表压力尤为巨大,因此该区域的地下热水资源受破坏程度,将直接威胁到此类地带的地理稳定性。

地热水体与浅表地下水体不同,对后者的采集和利用造成浅表地下水体水位下降,可在用水后的水排放和蒸发、以天空自然降水(下雨、下雪、冰雹、霜露)和江河的河床渗水形式加以循环补充。而地下热水在被人类强行钻透深部岩层采集抽吸后,因自然降水难以进入地下热水库存,不能被循环补充,依人类之力决无可能恰如其分地使其得到补充和更新。当地热水体被过分开采后,不可避免地产生岩层内及岩层下的水体空缺,导致大地的稳定性受到破坏,这将直接造成地震。因此,开发和利用地热资源的热潮将诱发地震,这等于自掘坟墓。 在网站搜索引擎上键入“地热水”字样,可检索到1300多个网址,其中绝大多数为中文网址,纷纷表达出有资源可利用的狂喜和躁动,独缺对开发地热水后果的清醒认识和科学评估。可见对地热水资源的穷尽耗竭式开采利用已到了祖国大地难以承受的严重程度。

呼吁地理学界和环境保护部门认真研究大地环境保护问题,并制订具体措施加以保护,除非地表自动流出的地热水可利用外,严格禁止其他类型的地热水开采,确保高楼密集的城市出现人为性的大地震。对地下热水或矿泉水医疗效用进行严格的医学试验,以验证地下热水或 矿泉水有无医疗效用,如有则该效应是否为独特的及可替代的。

特点预测

震中局限于工程活动的影响范围内。震源深度极浅。据统计,已知的诱发地震最高震级:水库诱发地震为6.5级,抽、注液诱发地震为 5.5级,采矿和地下核爆炸诱发的地震为5级左右。由于震源浅,地震的地面效应比较强烈。极小地震即可有感,并伴有地声。3级左右地震即可造成经济损失和人员伤亡。4~5级地震的地表最高烈度可达Ⅶ度,6级地震可达Ⅷ度强。破坏性诱发 地震的地面运动特点是振动周期短、振动垂直分量大而持续时间不长。 工程活动是否会诱发地震取决于场地的地质背景。特殊的岩性组合,有利于发震的断层与不连续结构面的存在,适宜的水文地质条件,以及岩体应力状态等,是诱发地震的必要条件。 喀斯特的存在,也是极有利于水诱发地震的一种因素。根据诱发地震的 地质条件,以及利用各种观测手段获得的地震前兆信息,可以进行诱发地震的中长期预测和短临预报,采取相应的 工程抗震措施。

2008年5月,中国西南部的四川省发生了历史上最为惨烈的地震之一。据测定,此次地震震级为里氏8.0级,在地壳内产生了一条长达298公里的裂缝,并导致近80,000人遇难。

地震发生之后,有人把目光投向了距离震中仅有5.5公里的水坝。许多科学家猜测,紫坪铺水库可能与触发此次地震具有关联。

地震,这种地球表层的震动现象,是典型的自然事件。它们的发生往往由于地球表层以下的岩石板块发生了移动。这些板块沿着断层线活动,断层是地壳坚岩发生破裂的地方。当板块之间发生挤压或者分离,地壳就会发生剧烈震动。救援人员在中国西南部的四川省北川县地震现场搜救被困人员。一些少数的自然事件比如火山喷发,有时也会引发地震。但是,地面的震感有时也可能来自于惊天动地的人为事件,比如地下炸弹实验、矿山爆炸——以及水库蓄水或者泄洪。地下的爆炸引起地震,这很容易理解。但是大坝呢?水坝只不过是用于存蓄河水,它们如何引发地震呢?在这篇文章当中,我们将了解水坝——更确切地讲是蓄水行为——如何引发地震,而且我们将寻找在历史上是否真的有因水库而引发的地震或其它“自然”灾害。我们大多数人都相信,人类行为可以对自然环境产生重大影响。在引发地震的案例中,我们将讨论人类的行为如何影响地下空间,以至地壳。

中新网广州8月31日电 (奚婉婷)据中国国家地震台网测定,8月31日13时52分,在广东省河源市源城区、东源县交界(北纬23.8度、东经114.7度)发生4.2级地震,震源深度约11公里。广东省地震局预报研究中心主任杨马陵接受 中新网记者采访时称,本次河源地震并非水库诱发地震,而是正常的地壳构造运动,且近期应该不会发生更大级别的地震,但不排除出现震级较小的有感地震。

据了解,地震发生时,河源市区有强烈震感,而广州、深圳、佛山等地均有民众反应感觉到地震。杨马陵称,4.2级地震一般不会造成太大破坏,但会有明显震感。广东省消防部门已派出消防员深入震中河源市笔架山区域摸查受灾情况,截至31日下午18时,河源震区除部分房屋出现不同程度损毁外,未收到人员伤亡报告。

广东省地震台网发布的信息显示,本次地震属于河源——邵武断裂带上的地震活动。近50年来,位于该断裂带上的河源地区曾发生1962年3月19日6.1级地震,以及4至5级地震40多次。今年2月16日,广东河源发生4.8级地震,当时有专家指出是附近的新丰江水库工程外力诱发。

对此,杨马陵认为,水库诱发地震最显著的特征是水位发生变化,即在水位显著上升或下降的前后一段时间,会发生地震。从近十几年的研究来看,在新丰江水库水位发生剧烈变化时都未有地震发生,而31日发生在广东河源的地震只是正常的地壳构造运动。

杨马陵说,虽然今年以来河源地震比较频繁,但这并不意味着今后河源的地震活动会不断增强,它更多反映的是,未来1至2年,东南沿海地震带可能会步入地震活跃期。

据介绍,本次地震发生后,广东省地震局立即启动了四级应急响应,广东省地震局副局长吕金水带领工作组携多台(套)仪器赴河源市加密观测。而广东省消防河源支队地震救援突击队目前仍在现场摸查搜救中。

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