美科学家模拟四川地震断层应力变化
5·12四川汶川大地震是该地区历史上首次记录下的地震，它的震级和带来的灾难超乎了人们的想象。美国的一组地球学家最近模拟研究了由此次地震引发的断层应力改变，并希望借此一瞥应力变化在未来触发地震的潜在可能性。相关论文7月6日在线发表于《自然》杂志。
进行该项研究的是美国宾州州立大学的地球科学副教授Eric Kirby、美国地质调查局的地球物理学家Tom Parsons以及加州大学圣芭芭拉分校的Chen Ji。由于眼下无法得到与地震相关的各种可变参数的精确值，研究人员只能通过宽泛的模拟研究，对四川盆地断裂带的同震应力转移（co-seismic stress transfer）进行分析。他们认为，“这种方法能够快速绘制有增强破裂可能的断层图。”
汶川地震发生在四川盆地和龙门山交界处，青藏高原的东部边缘，印度板块和亚洲板块的碰撞导致这里的地层发生形变。在最新研究中，Kirby等人利用模型手段，分析了发生于北川的地震如何影响该断裂带的其余部分和该地区的其他一些断层。他们着重关注了断裂带的物理特性，包括方向、水平和垂直方向的运动总量，并估测出沿断裂带运动的摩擦阻力。
Kirby表示，“研究结果表明，四川地震似乎只是北川断裂带的北部发生破裂，而西南部分并没有参与其中。”根据该模型，经过5月12日的地震后，与汶川—茂汶断裂带平行的断裂带应力和北川北部两个相互垂直的主要断裂带应力都有所增加，而地震区以南的一些较小的断裂带应力则有所减小。不过，根据分析，该地区大多数断裂带应力仍然较大。
Kirby说，“诱发性地震（triggered earthquakes）可以发生在主震后数月、数年甚至几十年。2004年印尼苏门答腊地震就是个很好的例子（两次地震相差3个月）。同时，土耳其历史上的地震记录表明，一系列地震可以在60多年里，从东向西前进。”
需要强调的是，此次研究所利用的数据中包含很大的变度范围，而不是实际的测定结果。Kirby表示，“该模型利用的是我们认为的我们对该区域断层的了解，而要解答的是与该地震相关的应力变化。它展现出了一些破裂发生可能性增加的地方，但我们并不知道触发点在哪里。这项研究并不是说将会有地震发生，它仅仅证明了一些断裂带中存在的可能性。”
科学家首次观测到震前断层岩应力变化
来自美国赖斯大学等机构的地震学家7月9日在新一期英国《自然》杂志上发表报告说，他们首次在野外测量到了地震发生前断层岩石内部应力的变化，并证实岩石应力变化会实时影响地震波传播速度。这也是科学家在地震“前兆”研究方面获得的最新进展。
参与这项研究的科学家包括毕业于中国科学技术大学、现任教于赖斯大学的华人科学家钮凤林。他在接受新华社记者电话采访时说，如果后续的实地研究能够证实，在世界其他地区的断层地震活动中，也普遍存在同样的岩石物理变化，那么将来在此基础上有望开发出比较可靠的地震早期预警系统。
据钮凤林介绍，地震预测一直是世界性难题，除了极少数地震伴有“前震”发生，可以作预报，对绝大多数地震，地震学界一直未能记录到实地的、可重复观测的震前物理和化学变化，也就是地震“前兆”。而他所在的勘测小组利用灵敏度极高的新型测量设备，在加利福尼亚州圣安德烈亚斯断层带首次捕捉到了这种变化。
圣安德烈亚斯断层带地震活动强而且“规律性”比较明显，是地震学界知名的断层带之一。钮凤林和来自美国劳伦斯伯克利国家实验室和卡内基学会的科学家合作，在这个断层带的一处实验场进行深井钻探勘测，结果在一些小震发生前数小时成功探测到岩石内部发生的微小物理变化，其中一次在里氏3级地震发生前10小时，还有一次在里氏1级地震发生前约两小时。
钮凤林说，岩石力学的实验表明，受应力变化影响，岩石内部的微破裂会张开或闭合，这会导致地震波的传播速度发生微小变化。自上世纪70年代以来，地震学家就试图测量这种变化，但一直没有获得高精度的理想结果。如今，借助尾波干涉信号等新技术，科学家终于重复测量到地震波速度的极微小变化。按《自然》杂志的说法，这是地震学科研人员长期以来一直在追求的目标。
“压力预测”法可预测地震
近日，英国科学家表示，他们发现了一种新的地震监测方法，能够预测地震发生的时间、量级甚至地点。他们有证据表明，应用这种新方法可能能够在小地震发生前一小时、大地震发生前数月预测到它们的存在。相关论文发表在5月份的《地质学》（Geology）上。
研究领导者、英国爱丁堡大学的Stuart Crampin表示，“在过去，地震预报研究要么是调查震源，要么是分析地震的统计学模式。在120年的尝试后，这两种努力都显得非常不成功。”
新方法名为“压力预测”（stress-forecasting，以示与传统方法相区别），它利用了一种称作横波分裂（shear-wave splitting）的现象，即横波在穿越岩层时分裂成两部分，它们平行振动，并与微观裂缝相垂直。这两部分以不同的速度穿越岩层，所以到达侦测器的时间也不同。
研究人员表示，这些微观裂缝的排列反映了地壳内的压力，压力越大，排列的裂缝越多，两种波到达侦测器的时间差也就越大。
过去，研究人员曾利用卫星照片间接地测量过地震带的压力，但这只能对地壳内部压力变化给出一个粗略的概念。另外，研究人员也曾在断层线直接地监测过压力，但是这些局部化的数据无法显示滑动发生的时间和地点。Crampin说：“局部效应是混乱的，无法预知。”他说，应用新方法，通过监测更大范围内的压力变化，就可以排除这种不可预知性。
美国加州大学戴维斯分校的地球物理学家John Rundle认为，这种新方法需要更多的测试以验证它的效力。他表示，有很好的理由认为地震预测是有希望的，不过若从基本的岩石力学着手的话，将会十分艰难。Crampin认为他避开了这一难题，他考虑的是整个系统的力学，而不是具体岩层的力学。
不过，这种新方法也有实践上的困难。比如它需要更多的来自地震带的频繁而一致的数据，获取代价昂贵。
Crampin表示，在单个三井（three-borehole）压力监测站点400公里以内区域建立这样一个系统，以监测所有破坏性的地震，造价大约为400万至1000万美元。Crampin和同事已经建议建立全球监测网，包括1500个这样的站点。他说：“确实，这非常有野心，但是很多的证据证明它的确有效。”