什么是前兆观测?
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发布时间：2022-05-01 04:29
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时间：2022-06-24 10:58
(一)宏观前兆人的感官能直接觉察到的地震前兆现象称为地震的宏观前兆。地震宏观异常(前兆)的表现形式多样且复杂,主要有地下水、动物、地声、地光、气象等。
1.地下水地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、井孔变形、泉源突然枯竭或涌出等。
2.动物一些动物确实有一些特异的感知能力,感受到地震前的一些信息,在行为上出现一些异常。常见的动物异常是:①动物兴奋型异常,主要表现是惊恐不安、不进圈、狂吠、如癫如狂、仓皇逃窜、惊飞、群迁等;②动物生活习性异常,主要表现是冬眠的蛇出洞、老鼠白天活动不怕人、大批青蛙上岸活动等。
一些科学家认为动物能预报地震的原因是:①一些动物体内因周围环境发生变化而产生激素所引起的。地震前岩石在爆裂时会释放出电子流,正是这种电子流使周围空间带有很强的静电荷,这些特别强的静电荷,使动物体内产生了一种特殊的神经激素,刺激其中枢神经,使动物产生反常行为,感到惊恐不安。还有一些科学家认为,动物有灵敏的嗅觉和听觉,能闻到地震前从地壳缝里释放出来的某种气体,能听到人们无法听到的地震前的岩石爆裂声。此外,地震前地球引力及地磁场的细微变化,地下水质以及大气压力的变化等都可能使动物感觉到,以致引起它们的行为异常;②地震来临时动物会很敏感的原因主要是某些动物能接收到地震时产生的次声波。声音频率在20赫兹~20000赫兹之间的,是我们人耳可以听见的可听声,但是对于小于20赫兹的次声和大于20000赫兹的超声,是我们人耳所不能听见的。次声波可以传播很远的距离,而且在传播过程中不易被障碍物阻挡。某些动物因为能接收次声信号,所以对地震现象很敏感。
但并不是所有动物异常都是地震前兆,因为只要有异常的环境和动物本身生理的异常,都可以使动物产生异常反应。动物为争夺或占领领地会出现大规模迁移;冬眠动物复苏期会出现大量动物在同一地方群体出现;动物发情期会出现习性异常;水体或大气环境变化超出正常范围,也会导致大量动物出现异常反应。
因此,动物的异常行为有可能是地震发生前的一些异常现象引起的,但也可能是其他原因引起的。因此,地震前有可能有动物异常,但不是有动物异常一定就会发生地震。
3.气象地震之前,气象往往也常常出现反常。主要有震前闷热,人焦灼烦躁,久旱不雨或霪雨绵绵,黄雾四塞,日光晦暗,怪风狂起等。
地震前出现气象异常的主要原因是,在地震前地球内部要释放不同的能量到地表及大气中,这些能量引起气象异常。一种是声波引起电离层扰动,一种是地热能引起大气变化。
释放声波引起电离层扰动造成气候异常。地震前地球内部可能释放声波到大气层,引起大气变化,造成气象异常。俄罗斯塔吉克学者发现,当地球深部某处在释放大量能量时,地球表面还显得很平静,但在大气的电离层内,从未来地震的震中向很远处传播声波,频率达数十万赫兹。地震之前出现多云的天气和尘暴,可能就是这一原因造成的。在地壳内聚集大量能量的地段,到一定时期就开始激发声波。这一扰动的传播可能引起微弱的上升空气流,而这些气流又能使云形成。这个过程若在相当大的范围内进行,在地面上空几千米处刮着大风的情况下,就会形成大气压降低,在另一个地区则可能会出现大气压上升,造成大气性质分布不均匀现象,形成气象异常。2008年5月12日四川汶川8.0级大地震前的几天就存在电离层扰动。
释放地热能引起地大气变化造成气候异常。随着震源体及附近应力、应变的积累,地热能释放到地表,进入大气,引起气象异常。地表是大气圈和岩石圈能量交换的边界,温度受太阳辐射和地下上升热流的共同作用。在地震孕育过程中,地壳深处热流的急剧变化会影响到地表温度,同时可能会影响到大气温度和状态的变化。
气象异常和其他地震前兆现象一样,异常和地震不是一一对应关系。影响天气变化的因素是比较多的,同一气象现象,会由不同的因素造成。出现气象异常现象,不能肯定就一定会在将来发生地震,气象出现异常也不一定都是特大地震造成的。
4.地声地声是指地震前来自地下的声音。其声有的如炮响雷鸣,有的如重车行驶、大风鼓荡等。当地震发生时,有纵波从震源辐射,沿地面传播,使空气振动发声,由于纵波速度较大但势弱,人们只闻其声,而不觉地动,需横波到后才有动的感觉。所以,震中区往往有“每震之先,地内声响,似地气鼓荡,如鼎内沸水膨胀”的记载。地声是地下岩石的结构、构造及其所含的液体、气体运动变化的结果,有相当大部分地声是临震征兆。掌握地声知识就有可能对地震起到较好的预报预防效果。
5.地光地光指地震前来自地下的光亮,其颜色多种多样,可见到日常生活中罕见的混合色,如银蓝色、白紫色等,但以红色与白色为主。形态也各异,有带状、球状、柱状、弥漫状等。一般地光出现的范围较大,多在震前几小时到几分钟内出现,持续几秒钟。我国海城、龙陵、唐山、松潘等地震时及地震前后都出现了丰富多彩的发光现象。地光多伴随地震、山崩、滑坡、塌陷或喷沙冒水、喷气等自然现象同时出现,常沿断裂带或一个区域作有规律的迁移,且与其他宏观微观异常同步,其成因总是与地壳运动密切相关,并受地质条件及地表和大气状态控制,可对人或动植物造成不同程度的危害目前我们所掌握的地光报告,都在震前几秒钟至1分钟左右发生。如海城地震、澜沧、耿马地震等都搜集到了类似的报告。
6.地气地气异常指地震前来自地下的雾气,又称地气雾或地雾。这种雾气,具有白、黑、黄等多种颜色,有时无色,常在震前几天至几分钟内出现,常伴随怪味,有时伴有声响或带有高温。
7.地动地动异常是指地震前地面出现的晃动。地震时地面剧烈振动,是众所周知的现象。但地震尚未发生之前,有时也能感到地面晃动,这种晃动与地震时不同,摆动得十分缓慢,地震仪常记录不到,但很多人可以感觉得到。最为显著的地动异常出现于1975年2月4日海城7.3级地震之前,从1974年12月下旬到1975年1月末,在丹东、宽甸、凤城、沈阳、岫岩等地出现过17次地动。
8.地鼓地鼓异常指地震前地面上出现鼓包。1973年2月6日四川炉霍7.9级地震前约半年,甘孜县拖坝区一草坪上出现一地鼓,形状如倒扣的铁锅,高20厘米左右,四周断续出现裂缝,鼓起几天后消失,反复多次,直到发生地震。与地鼓类似的异常还有地裂缝、地陷等。
(二)微观前兆微观地震前兆是指地震前人类不能直接感觉到的震前征兆。主要有地下流体化学成分变化、地壳微变形、地应力、地磁、地电、地温和重力变化等。这些变化需用仪器才能监测出来。
1.地下流体成分变化地下流体指埋藏在地表下的液体和气体,主要包括地下水(井水、泉水、地下岩层中所含的水)、石油和天然气、地下岩层中的其他气体。国内外大量的研究显示,地下水中氡、氦、氢、汞、硫化氢等气体组分是反映地震信息的灵敏组分。利用仪器观测地下流体的成分异常变化,可用来分析研究地震前兆信息。因为地下流体能反映岩石圈中承压含水层的动态变化和携带的地壳深部元素变化信息,提供地壳应力变化情况。
氡被认为是地震预报中最有希望利用的气体组分之一。在地壳中,岩石含有的镭在放射性衰变过程中会产生氡元素。
2.地壳微变形大地震发生前,震中附近地区的地壳可能发生微小的形变,某些断层两侧的岩层可能出现微小的位移,借助于精密的仪器,可以测出这种十分微弱的变化。分析这些资料,可以帮助人们预测未来大震的发生。
3.地磁、地电和重力等地球物理变化在地震孕育过程中,震源区及其周围岩石的物理性质可能出现一些变化,利用精密仪器测定不同地区重力、地电和地磁的变化,也可以帮助我们预测地震。
4.地震活动异常一个地区的地震活动如果出现异常,可能预示有大的地震发生。例如:在地震活动带,本应经常有小地震发生。如果长期平静,平静时间大大超过一般间隔,有可能预示未来有大地震发生;某地区长期没有有感地震发生,突然小震不断,有可能有较大地震将发生,这就是“小震闹、大震到”;在地震活动带,如果周围都有地震发生,但带中某地区长期没地震发生(地震空区),就应该注意这个空区有可能会发生大的地震。
(三)前兆的观测宏观地震前兆的观测,主要靠直观的观测和记录。群众如发现明显的前兆地震信息,应当立即向地震行政管理部门报告。这里不作重要介绍。微观地震前兆,以仪器监测为主,不同的内容采用不同的监测设备。目前我国用仪器观测的前兆内容主要包括:地下水、地形变、地应力、地磁、地电、重力、地温等。
1.地下水微观信息监测主要监测地下水的物理化学特征的变化,主要包括水位、水温、水氡、水汞、pH值等。
2.地形变观测主要观测地下岩体的微量形状变化。许多地震在临震前,震区的地壳形变增大,可以是平时的几倍到几十倍。主要利用精密仪器观测地壳微小变化(包括倾斜、水平与垂直位移等)。利用卫星定位系统GPS、伸缩仪等,能测出微小的形变量和极细微且大范围的位移量,是监视大地活动的有效手段。
3.地磁、地电和重力观测主要是采用专门的仪器设备观测地球的磁、电、重力等变化。
地球基本磁场可以直接反映地球各种深度乃至地核的物理过程,地磁场及其变化是地球深部物理过程信息的重要来源之一。现在一般用磁通门地磁经纬仪、总磁场观测仪、磁通门地磁经纬仪、高精度智能质子磁力仪等观测地磁。
地震孕育过程中,将伴随有地下介质(主要是岩石)电阻率的变化及大地电流和自然电场的变化,由于这些变化与岩石受力变形及破裂过程有关,因此提取这一信息可以预测地震。ZD8BI地电仪是目前常用的地电观测仪器。
地球重力场是一种比较稳定的地球物理场之一,它与观测点的位置和地球内部介质密度有关。因此,通过重力场变化可以了解到地壳的变形、岩石密度的变化,从而预测地震。测定重力加速度的仪器有绝对重力仪和相对重力仪两类。前者用来测定一点的绝对重力值,后者用来测定两点的重力差。通过测量地球重力场、重力固体潮等得到地震前兆信息。
4.地应力观测地震孕育实质是一个力学过程,是在一定构造背景条件下,地壳体中应力作用的结果。因此,观测地壳应力的变化,可以捕捉地震前兆的信息。地应力测试方法有水压致裂法、钻孔崩落法、差应变法、ASR法(非弹性应变恢复法)和声发射法等。ASR法更适合于在地质条件复杂、地层破碎情况下地震断裂带的深部三维地应力测量,它可获得三维地应力的主应力方向和大小。ASR法测试被认为是获取深达数千米的地震断裂带岩石块体应力状态的最简便和最廉价的方法。
