2022年7月2日皮山MS5.1地震宏觀異常調查與分析

亞森?奧斯曼

[摘要] ?以地震宏觀異?，F象的歷史發展過程為出發點，具體描述和田地區皮山縣震中周圍動物震前、震后異常變化現象和特征。闡述了新疆和田地區皮山 5.1級地震現場震中西南方向6～15 km村莊農戶圈養的牛、羊等不同動物的反?，F象，并針對在地震前后動物發生異常變化的18個調查點、98次異常進行詳細統計。其中，皮山縣喬達鄉8個調查點7種動物宏觀異常顯著，異常數量總計46次；昆泉鎮10個調查點4種動物宏觀異常顯著，異常數量總計32次。經統計，臨近地震發生前 24～36小時左右，狗、雞、鴿、鴨反應異常顯著，總宏觀異常次數占比較高，動物主要表現為躁動不安、狂吠不止。由此分析得出：臨震前，在不同時間段的11個調查點附近7種動物具有較明顯的異常反應，從時間尺度上來看，離震中越近的地方，動物異常越早，異常動物數量、種類越多；反之越少。宏觀異常現象具有向震中區域靠攏的趨勢，空間分布較為集中。

[關鍵詞] 皮山5.1級地震; 宏觀異常調查; 異常特征分析

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-030

0 ?引言

2022年7月2日04時31分，新疆維吾爾自治區和田地區皮山縣（37.59°N，78.60°E）發生5.1級地震，震源深度10 km，震中20 km范圍內人口約2.5萬，50 km范圍內人口約14萬，100 km范圍內人口約32萬。震中距皮山縣28 km、墨玉縣106 km、葉城縣109 km、和田市128 km。震區南部是西藏阿里無人區，北部是塔里木盆地。發生地震后，新疆地震局駐巴楚縣阿瓦提鎮“訪惠聚”工作隊首批進入距離震中最近的皮山縣喬達鄉人民政府和昆泉鎮，立即開展地震應急工作。地震現場調查組共完成震中附近18個調查點的調查，涉及4個村，2所學校，1個養殖場。未發現地震引起的房屋損毀等財產損失，但大部分群眾有震感，尤其是阿巴什拉克村、帕格孜托格拉克農場村的群眾反應震感強烈。

國內學者對地震宏觀異常做了大量調查。例如車用太等^[1]在汶川M_S8.0地震宏觀異常的總結中指出：多數中強地震前動物、地下流體會發生顯著的異常變化現象，且分布范圍廣、數量多。高小其等^[2]歸納出：發生地震之前，動物及地下水異常存在是毫無疑問的事實，在時間上具有一定的短臨前兆特征，通常集中在靠近震中的區域。朱自強等^[3]研究表明，地下水及所包含氣體通常處于穩定狀態，一旦受到外界環境影響，破壞了這種動態平衡，就會發生物理化學變化，導致地下流體發生宏觀異常。有些大范圍出現的宏觀異常，對將來發生的地震地點和時間的預報提供了參考依據^[4]。

本文運用描述性統計法對震中周圍各鄉村和養殖場牛、羊、狗等動物出現的異常進行統計和分析，總結出動物的反常峰值異常與目標地震的對應關系；再利用分類統計法對動物異常在空間分布、異常持續時間方面進行分析，結合調查數據結果，對動物異常變化進行歸納，希望對大震應急快速反應具有一定的參考意義。

1 ?地震宏觀異常歷史背景

一般情況下，人或動物的感官能夠在震前直接發覺某些變化。地震發生前與地震的孕育和發生具有密切聯系（非儀器觀測）的宏觀變化現象叫地震宏觀前兆異常^[5]。地震宏觀異?，F象在空間分布和時間段表現形式不一樣的這些現象，共同的特點是違反常例。地震宏觀異常發生在中強地震之前，表現形式豐富，種類可達百種，甚至多至幾千種現象，主要分為地下水體異常、動物異常和物理化學異常等。

國內歷史文獻資料記載了動物異常通常作為中強地震的前兆。約1300年前，《開元占經·地境》記載了“鼠聚朝廷市衢中而鳴，地方屠裂”的現象，主要描述在地震發生前出現老鼠成群亂叫的動物異?，F象?，F代的文獻中如1956年出版的《資料年報》，列出了100多條我國歷史上地震前24種動物異常反應的數據。1968年7月左右，在河北省邢臺市百尺口、紅山等觀察點，在貓的呼吸行為、家鴿行為中出現了顯著的異常，類似震例在我國多達幾千個^[6]。

我國對地震動物異常與地震關系研究始于1966年的邢臺M6.8地震。50多年來，歷經多次中強地震的證明，將地震前動物異常作為地震前兆的一種短臨或臨震異常，目前已得到國內外地震等學科科研人員的公認。

在利用動物異常探索地震前兆預報方面，有很多可以借鑒的震例。1975年遼寧海城7.3級地震發生前1～2個月，學者明顯觀察到正在冬眠的蛇突然出洞、母老鼠叼著小老鼠搬家等動物異常；1975年2月2日，盤錦某鄉農戶圈養的十幾只小豬的尾巴被互相啃斷，2月4日震前鹿養殖場的一群鹿撞開棚圈口沖出外面等動物異常行為。2008年5月12日汶川8.0級地震發生之前，青川縣的個別鄉鎮、廣元市的個別鄉鎮發現爬行類動物活動行為異常，其中青蛙和蟾蜍大范圍遷徒的異?；顒虞^為顯著。雖然我們沒能在地震前對個別動物異常變化作出相對應預測，但研究發生過多種動物異常變化的案例對后續地震宏觀異常研究具有重要意義^[7]。

2 ?宏觀異常現場調查與數據統計

皮山縣5.1級地震發生在皮山縣以北28 km，位于皮山斷裂帶上盤，本次研究的宏觀異常調查點集中在此次地震西南部，圖1是震中空間分布圖。宏觀異常調查點位置信息見表1。

2.1 ?初步挑選確定宏觀異?，F象類別

根據《中國地震局地震現場科學考察應急工作隊工作手冊》的有關規定和相關文獻資料介紹的情況，調查地震發生前后的地下流體異常變化。采用空間上離震中區相對密集、時間上有同步性、異常數量上有集中性的方法，呈現出種類多、反應強烈的動物異?，F象。利用訪談法跟當地農戶核實動物習性狀況，對比剔除動物在地震發生前狀況與平時習性狀況的數據，有旁證材料的動物異?，F象給予統計，否則不予統計。根據上述工作要求，地震發生時或發生后出現的動物異常定義為無宏觀異常（表2）。

2.2 ?地震宏觀異常統計

2.2.1 ?皮山縣喬達鄉宏觀異?，F象統計

（1）動物習性異?，F象。皮山縣喬達鄉動物宏觀異?？傆?6次，家里圈養的動物異常變化數量排第1位，異常變化的頻次由高到低排序，居于前4位的動物依次為雞、鴿子、狗、羊，各自宏觀異常次數分別為12、11、8、7 。此外，鴨、驢、牛等動物 一定程度出現上文敘述的震前宏觀異?，F象（表3）。

（2）地聲宏觀異常現象。在皮山縣喬達鄉各個村，該異常應表現出類似壓路機工作的聲音，但在昆泉鎮附近的農戶未反映有此類異?，F象。

2.2.2 ?昆泉鎮宏觀異常現象統計

（1）動物習性異?，F象。昆泉鎮動物宏觀異?？傆?2次，家里圈養的動物異常變化數量排第1位，異常變化的頻次排序前4的動物依次為狗、雞、鴿子、鴨，各自宏觀異常次數分別為13、7、6、6 （表4）。

（2）物理化學異常現象。該異常應表現出類似壓路機工作的聲音，但在昆泉鎮附近的農戶未反映有此類異?，F象。

2.3 ?宏觀異?，F象分析

在皮山縣喬達鄉、昆泉鎮核實人員在房屋受災情況核查期間，許多群眾反映被在家圈養的畜牧反常的叫聲或地聲吵醒，醒來未發現緣故，感覺幾小時到幾分鐘后，地就晃動了。比如皮山縣喬達鄉欄桿村村民吐合提如孜·克帕克陳述家里的狗、雞在7月2日整夜在外面反常亂叫，不進舍，等地震結束后停止叫聲。昆泉鎮值班保安員同樣陳述當夜值班時拴在門口的狗整夜反常亂叫，等地震結束后停止犬聲。

結合統計學原理，在皮山縣喬達鄉、昆泉鎮進行動物宏觀異常統計時，每村至少要統計十幾戶以上數據，經查，大部分調查點的統計數據適配人口居住數量狀況。從宏觀異常現象的分布情況（表5）來看，距震中越近的村莊宏觀異?，F象越顯著、種類越多、數量越多，反之宏觀異?，F象越不顯著、種類越少、數量越少。

根據各類動物異常變化現象時間特征的情況統計結果（表6）分析得出，動物發生地震宏觀異常變化的先后順序是狗、羊、鴨、雞等，臨近地震發生前 24～36 h時，動物會表現出一定程度的反常，越臨近發生地震時間，發生異常變化的動物種類越多，但震前幾分鐘到數十分鐘左右基本未發生動物異?，F象。

2.4 ?地震宏觀異常特征描述

（1）動物行為異常分析。越短臨地震，動物的反常行為更普遍明顯。一般而言，中強地震前1～2天動物異常數量、種類達到最大值，呈現往震中區域附近靠攏的趨勢，空間上分布不均勻。動物異常反應達到峰值的地區，在震中附近很有可能遭遇地震破壞最嚴重、最強烈區。發生的地震震級越大，動物異常的種類范圍越廣泛、數量就越多，動物異常越顯著。本次對地震現場應急宏觀異常調查時，發現狗長時間地亂叫，鴿子打破晚上進窩作息規律等。

（2）物理化學現象特征。眾所周知，聽到地聲之后地面會震動。根據地聲可以判斷出地震大小和方向。通常情況下，地聲越大地震震級越大，反之。人類從聽到地聲至發覺到地動時間的長短，可判別出震中的距離。聽到地聲至發覺到地動的時間越長，說明震中離自己越遠；反之。因此，地聲對地震短臨預報具有長遠的研究意義?！暗毓狻笔侨庋劭吹玫教炜瞻l光的自然現象，“地光”閃現往往與地震同步，在地震發生前幾小時或地震后，有的“地光”在瞬間可見，強震發生前“地光”出現幾秒鐘，也會在整個震動周期出現^[8]。利用地光短臨預報地震的重點在于早發現異常，結合專業準確地來甄別。

（3）地震宏觀異常雙重性特征。范圍廣、數量大、種類多的宏觀異常具有地震前兆短臨異常特征，對地震前兆預報具有現實意義。但是，有的大規模宏觀異常不能預測相對應的中強地震，2002年在西昌長達2個月的大規模宏觀異常沒有發生相對應的中強地震，宏觀異常點區域分布被斷裂構造所控制，90%以上的異常出現在兩個斷裂交匯處。宏觀異常展布均受到斷裂活動影響，斷裂通過的區域發生大范圍跳魚現象，木河斷裂東南段出現泉水流量驟減甚至出現斷流。異常點數量少且分布密度小，符合受張的力學特征，斷裂西北段出現泉水劇增甚至出現井噴現象，異常點數量多且分布密度大，符合受壓的力學特征?？梢钥偨Y出：地下流體異常點構造應力狀態下引起的變化，而不是中強地震之前的宏觀異常。然而，大范圍宏觀異常既有地震前兆短臨異常的屬性，也有地質構造活動異常的屬性。因而要更加重視宏觀異常地震前兆預報和管理工作，深入開展與宏觀異常有關的科學探索，建立判別宏觀異常的前兆屬性和分析地震前兆預報的應用系統，把宏觀異常檢測工作作為我國地震監測與預報體系的重要工作內容，納入正常工作范疇和科技創新中^[9]。

3 ?結論與討論

在新疆地區，一般情況下，6級以上地震常常會出現豐富的動物宏觀異?，F象，這次調研，在皮山M_S5.1地震前發現了不少動物宏觀異常?？赡苡捎谝股钊遂o，動物某個感官部位易于感受到地殼構造的微妙物理變化或化學信號，感官部位將此地震信號轉化成生物信號，從而使動物發生習性異常變化。調查動物異常的地點選擇在離震中近且集中連片的村莊，分析動物異常時間上是否有同步性、異常數量上是否有集中性。從種類多、反應強烈的動物異常現象來看，這便于確定動物異常是否屬于宏觀異常。針對氣溫、氣壓、人為等也會影響動物習性異常的因素，本次宏觀異常調查時，發現震中最近15天天氣晴朗，溫度正常，由此可排除其他因素導致動物異常的可能性。

本次前往地震現場應急，首先重點排查人民群眾生命財產安全受災情況，通過現場調查未發現地震造成的人員傷亡和房屋損毀等。其次，在震中附近的小學、幼兒園、水庫、橋梁等重點部位和偏遠散群體、養殖大戶住房開展安全災害排查工作。為防止次生災害的發生，大量收集群眾反映的震前、震后各種動物異常信息，重點收集在家圈養的畜牧羊、狗、雞、鴿子、鴨子、牛異常情況，發揮群測群防力量。但有些基層宏觀觀測員不清楚宏觀異常概念，需要對宏觀觀測員發放教材^[10]，并組織系統的科普培訓，針對性提高甄別能力。目前，新疆“三網一員”體系數字化平臺的初步完成，對宏觀異常的及時報送發揮了重要作用^[11]，為將來發生的地震宏觀異常調查做好準備，對地震宏觀預報具有重要的意義。

從距離上來看，18個宏觀異常調查點均在震中附近6～15 km范圍內，空間分布較為集中。本次地震震級偏小，震中周圍250 km范圍地震監測中心站地震前兆儀器沒有任何前兆異常，但宏觀異常特征較為顯著，這意味著動物宏觀異?，F象也需要配置相應儀器進行分析，不能讓宏觀異常信息僅僅停留在宏觀上，要向微觀觀測和綜合分析方向努力，這對地震預報具有一定的參考價值。

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Investigation and analysis of macroscopis anomalies before and after Pishan M_S5.1 earthquake on July 2，2022

Yasen· Aosiman^*

Fuyun Earthquake Monitoring Center Station， Earthquake Agency of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Xinjiang Fuyun 836100，China

[Abstract] ?Based on the development history of earthquake macroscopic anomalies， this paper briefly describes the characteristics of pre- and post-earthquake macroscopic anomalies around the epicenter of the PishanM_S5.1 earthquake in Hotan， Xinjiang Uygur Autonomous Region. Abnormal behavior of different animals， such as sheep， cattle， ducks， pigeons， pheasants and dogs， raised by rural farmers was described and analyzed. It is believed that the macroscopic anomalies of the earthquake have certain characteristics of short-term and imminent anomalies in time， are uneven in distribution， and are relatively close to the epicenter in general.

[Keywords] PishanMS5.1 earthquake; macroscopic anomalies investigation; macroscopic anomalies characteristics