【海沟型板块地震的两阶段破坏模型】
海沟型板块地震的研究主要集中在理解地震发生的机制和预测前兆。根据电磁波观测,科学家们提出了一个两阶段破坏模型,该模型有助于解释地震发生前的异常现象。这个模型由日本的烟雅恭等人提出,主要基于ELF(超低频)带水平磁场和垂直磁场的异常变化。
1. 第一阶段:在地震发生前大约一周,观察到ELF带22-3Hz水平磁场的异常。这种异常在地震当天消失,可能是由于板块内部应力积累至一定程度,导致地壳下方的橄榄岩层开始破裂,释放出强烈的电磁波。
2. 第二阶段:地震前几天,垂直磁场出现爆发式的异常,持续数小时。这被认为是由于上层的玄武岩层开始遭受破坏,由于其晶体结构较小,裂隙中填充的玻璃质具有延展性,所以初期不会立即破裂。随着时间推移,上层玄武岩层的破坏加剧,最终导致大规模的能量释放,形成地震。
电磁波观测在预测地震中的作用在于,它们可以穿透地表,尤其是在海沟型地震中,某些特定频率的电磁波能够穿过海洋到达大气D层,并引起混乱。与内陆地震相比,海沟型地震的电磁波前兆可能更为明显,因为海沟区域的上层玄武岩地壳更厚,破坏过程可能需要更长时间,这与两阶段破坏模型的预测相符。
此外,地震前的其他现象,如超低频电磁波透过地表磁场,以及由闪电和火气放电产生的宽频噪声,也为地震预测提供了线索。海沟型地震由于深海没有液化作用,无法像内陆地震那样释放大量氡气,因此,观测到的大地电位和电流变化成为了可能的地震电兆前兆。
通过对1995年10月4日至最近的多个震级大于5的地震观测,该两阶段破坏模型得到了验证。这些观测地点包括伊东、御前崎、御岳山和岛原等地。通过频率分析,科学家们提出了一个新的模型,即由上层玄武岩和下层地幔橄榄岩的岩性差异导致的破坏模型,这进一步支持了两阶段破坏理论。
地幔橄榄岩的颗粒结晶较大,硬度高,较早遭受破坏,而上层玄武岩的结晶小,延展性好,使得破坏过程相对较慢。垂直磁场异常被认为是地壳应力应变的结果,反映了橄榄岩层剪切破裂的时间,与上层玄武岩达到延展性破坏的时间相对应。这种模型与海底地震测量结果一致,特别是在板块内部地震的情况下。
总结来说,海沟型板块地震的两阶段破坏模型是通过电磁波观测和地震前兆研究得出的重要理论,它揭示了地震发生过程中地壳岩石层的破坏动态,为地震预测提供了科学依据。通过深入研究这些现象,我们可以更好地理解和预警潜在的地震活动。