汶川80級(jí)地震寧波地震臺(tái)水溫異常分析

汶川80級(jí)地震寧波地震臺(tái)水溫異常分析

1浙江寧波地震臺(tái)的水溫和水氡在震前的異常現(xiàn)象在8.0級(jí)重大地震后，分析了中國(guó)的地下流。據(jù)研究，距離四川8.0級(jí)地震附近1800公里的浙江省寧波市地震臺(tái)的水溫和土壤侵蝕存在明顯的異?，F(xiàn)象。排除人為干擾、環(huán)境干擾、儀器本身不穩(wěn)定等因素造成異常變化的可能性外,還查閱了前人對(duì)該臺(tái)歷史資料的分析,并對(duì)以往強(qiáng)震前后該臺(tái)資料變化情況進(jìn)行了分析,綜合研究認(rèn)為這次的震前短臨前兆異常與汶川8.0級(jí)地震有關(guān)。2觀測(cè)基本條件2.1井地層及水水質(zhì)寧波地震臺(tái)ZK03井地處中國(guó)東南沿海的杭州灣南岸,寧波向斜盆地北西翼邊緣帶上,具體位置在距東海海岸約16km的寧波地震臺(tái)院內(nèi)。成井于1979年4月,井深83.06m,觀測(cè)井巖性為下白堊系紫灰色凝灰?guī)r。井水水質(zhì)屬低礦化度HCO3-Ca型水,2001年日平均自流量約為2.3t。該井完工時(shí),?168套管下至9.8m處(第四系覆蓋物厚為6.7m),?146套管下至75m處,并在?168套管外用水泥固井止水。此井是該處含水層中唯一的人工開采點(diǎn),井孔周圍5km范圍內(nèi)無其他深井,具有良好的水文地質(zhì)環(huán)境,是中國(guó)地震流體觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)基本井之一。2.2儀器、地質(zhì)概況寧波地震臺(tái)地?zé)嵊^測(cè)儀器為SZW-1A型數(shù)字式地?zé)崆罢子^測(cè)專用石英溫度計(jì)。該儀器分辨率達(dá)0.0001℃,短期穩(wěn)定性為0.0001℃/日,具有高分辨率、高穩(wěn)定性、高精度、寬量程、數(shù)字化自動(dòng)觀測(cè)等特點(diǎn)。儀器探頭于2000年12月21日放置井口78.2m處,二次儀表安裝在與井口相距約10m的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)房?jī)?nèi),儀器信號(hào)電纜線用PVC管套埋入室,井孔上蓋有半地下室井房。寧波地震臺(tái)水氡觀測(cè)始于1979年5月2日,1989年1月1日起向原國(guó)家局分析預(yù)報(bào)中心報(bào)數(shù)。由于觀測(cè)井水文地質(zhì)環(huán)境條件較好,在正常情況下水氡測(cè)值平穩(wěn)。3異常的臨界地震特征3.17年5月10日國(guó)際地震前,我國(guó)所有震波場(chǎng)特征圖1為寧波水溫曲線。水溫多年來觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示,其變化具有一定的規(guī)律性。即在沒有明顯地震活動(dòng)和干擾背景下,測(cè)值呈緩慢平穩(wěn)趨勢(shì)性上升(圖1),日變幅度在0.0001℃~0.0003℃,平均變化速率為0.000023℃/天。本臺(tái)水溫在全球發(fā)生的幾次8級(jí)以上地震前,測(cè)值都有較明顯的異?，F(xiàn)象。異常主要表現(xiàn)形式為脈沖式向上突跳或階躍式變化,最大異常量可達(dá)正常日均上升速率的數(shù)倍至數(shù)千倍。從圖1可以看出,在2008年4月24日之前,曲線變化平穩(wěn),日變幅度正常。從2008年4月24日開始,日變幅度加大,從0.0005℃/天逐漸加大,最大幅度為2008年5月3日,日變幅度達(dá)到0.0058℃,約是正常日變幅度的30倍,屬于顯著異常。從5月4日日變幅度逐漸減小,5月10日恢復(fù)正常。異常發(fā)生2天后發(fā)生汶川8.0級(jí)地震,震后水溫曲線恢復(fù)正常緩慢上升態(tài)勢(shì)。3.2寧波水氡震后曲線水氡為模擬觀測(cè),由于觀測(cè)井水文地質(zhì)環(huán)境條件較好,歷年來在正常情況下水氡測(cè)值平穩(wěn)。自向分析預(yù)報(bào)中心報(bào)數(shù)以來的資料顯示,這次變化是自1989年以來變化幅度最大的一次。圖2為寧波水氡2008年1月以來曲線,由圖2可見,2008年5月6日前,水氡變化平穩(wěn),背景值在398Bq/L上下。但5月6日開始,水氡測(cè)值不穩(wěn),表現(xiàn)為上下突跳,最高升到502Bq/L,日變幅度最高達(dá)97Bq/L,為正常起伏度的10~20倍。汶川地震后恢復(fù)原來趨勢(shì)。寧波地震臺(tái)水溫和水氡在震前均出現(xiàn)明顯異常,幅度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常范圍,且在此期間無人為干擾,震后曲線都恢復(fù)到原來變化形態(tài)。所以分析認(rèn)為其異常變化與汶川Ms8.0地震有關(guān)。4ms8.1震前溫度值的變化從水溫異常震例總結(jié)來看,該臺(tái)在2001年11月14日昆侖山8.1級(jí)地震前也曾出現(xiàn)明顯的異?，F(xiàn)象(圖3)。而昆侖山口西地震距離本臺(tái)約2900千米。從寧波水溫2001年曲線變化圖(圖3、圖4)可以清楚地看出,2001年8月7日至12月31日水溫以平均約5×10-5°的速率上升,昆侖山口西8.1級(jí)地震前10天,日均值突然開始下降,從11月3日的19.9924℃降至4日的19.9918℃,5日降至19.9915℃,兩天時(shí)間下降了9×10-4℃,完全打破了日均上升速率5×10-5℃的規(guī)律。日均值在低位波動(dòng)5天左右時(shí)間后,繼續(xù)以日均約5×10-5℃的速率上升,4天后在我國(guó)新疆與青海交界處的昆侖山口西發(fā)生了Ms8.1特大地震。除此之外,2003年9月26日日本北海道8.0級(jí)地震,水溫測(cè)值也有較明顯的短臨前兆反應(yīng)(圖5)。同時(shí),該臺(tái)的金屬水平擺傾斜儀多次觀測(cè)到了強(qiáng)遠(yuǎn)震和強(qiáng)極遠(yuǎn)震在震前數(shù)小時(shí)至數(shù)十小時(shí)出現(xiàn)的臨震異?，F(xiàn)象。分析認(rèn)為,震前出現(xiàn)的水溫遠(yuǎn)場(chǎng)效應(yīng),可能是地震前長(zhǎng)周期波通過上地?；蜍浟鲗觽鞑ザ猎斐傻?同時(shí),這種長(zhǎng)周期波也間接地使地下流體發(fā)生微小的溫度變化。由于該臺(tái)綜合觀測(cè)條件比較理想,使用的是高分辯率、高穩(wěn)定性、高精度的數(shù)字化自動(dòng)觀測(cè)儀器,能達(dá)到較好的觀測(cè)效果。所以,這種地下流體發(fā)生的微小溫度變化能夠被高精度的測(cè)溫儀記錄下來。5震后恢復(fù)的可能性1)2008年以來,通過幾年時(shí)間的觀測(cè),發(fā)現(xiàn)寧波地震臺(tái)水溫變化具有一定的規(guī)律性。即在沒有明顯的地震活動(dòng)和干擾背景下,測(cè)值呈緩慢趨勢(shì)性上升。2)這次異常的出現(xiàn)與汶川地震在時(shí)間上有很好的相關(guān)性,即異常發(fā)生基本恢復(fù)后發(fā)生地震。3)水溫異常可能反應(yīng)出震前當(dāng)?shù)亓W(xué)環(huán)境發(fā)生了變化,水動(dòng)力擴(kuò)散