科學家發現預測地震應力的新數值模型

（中國科學院國家科學圖書館蘭州分館/中國科學院資源環境科學信息中心 周小玲 編譯）

（編譯者電子信箱，周小玲：zhouxl＠llas.ac.cn）

據2012年2月17日發表在《科學》雜志上的一篇研究論文報道，紐約州立大學石溪分校的研究人員設計出了一種數值模型，有助于解釋地震與引發地震的強應力之間的聯系。這一研究成果將對地震長期預報產生深遠的影響。

紐約州立大學石溪分校地球科學系教授Holt博士和Ghosh博士，使用他們的模型來解釋作用于地球構造板塊的應力。根據他們所撰寫的“全球動力學模型用于板塊運動及其驅動力模擬”的研究論文，這些引發地震的應力不僅存在于地震頻發的板塊邊界，而且也發生在板塊內部，盡管目前對于板塊內部的應力了解甚少。

Holt博士認為，如果考慮地形效應和板塊內部的密度變化，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，再加上地幔對流系統，便可以很好地解釋地表正在發生的變化。

他們的研究集中于漂浮在軟流圈地幔之上的板塊系統，在地質時間尺度上，這個板塊系統表現為一個攜帶軟流圈地幔及其上方大陸板塊的對流系統。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，或者發生俯沖。大陸板塊之間的相互碰撞產生了壯觀的山脈和強地震。而板塊所承受的持續應力也會引起板塊內部發生地震。研究人員指出，正確預測板塊運動及板內應力已經成為全球動力學模型的一個挑戰。這些準確的預測對于理解造成板塊運動、造山、大陸裂谷以及在地震中釋放的應變積累是非常重要的。

全球計算機模型所采用的數據是來自全球定位系統（GPS）的測量數據，該系統主要用于追蹤變形板塊邊界帶內的地殼運動，測量從地震斷層中收集的地球應力場的方向，并且它是一個提供地球內部密度變化圖片的全球地震儀網絡。研究人員將模型輸出數據與地表測量數據進行了比較。Holt博士指出，這些全球定位系統和斷層的觀測數據，可用于測試模型的完整性。

Ghosh和Holt博士發現板塊構造是一個綜合系統，這個系統是由地表至地球核幔邊界之間的密度變化所驅動的。有一個驚人的發現是地球淺部的特征（如地形和地殼厚度的變化）和深部大規模的地幔對流模式之間的相互影響是變化的，這種變化能夠促進板塊運動，或者在某些地方會起到阻礙作用。他們還發現，由長期的下沉板塊而形成的大規模的地幔對流，對于板內應力和板塊運動的影響非常重要。研究人員發現，地形對板塊構造系統也有重大影響，這一結果說明塑造地形的應力與地形施加于板塊構造系統的“反作用力”之間具有強大的反饋作用。

Holt博士指出，雖然他們的模型不能準確預測短期內地震即將發生的時間和地點，卻可以幫助我們在較長的時間跨度內更好地理解或預測地震。這項研究成果能夠更好地理解板塊系統內的應力，有助于開發出更好的預測模型。

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