科学家发现预测地震应力的新数值模型

（中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心 周小玲 编译）

（编译者电子信箱，周小玲：zhouxl＠llas.ac.cn）

据2012年2月17日发表在《科学》杂志上的一篇研究论文报道，纽约州立大学石溪分校的研究人员设计出了一种数值模型，有助于解释地震与引发地震的强应力之间的联系。这一研究成果将对地震长期预报产生深远的影响。

纽约州立大学石溪分校地球科学系教授Holt博士和Ghosh博士，使用他们的模型来解释作用于地球构造板块的应力。根据他们所撰写的“全球动力学模型用于板块运动及其驱动力模拟”的研究论文，这些引发地震的应力不仅存在于地震频发的板块边界，而且也发生在板块内部，尽管目前对于板块内部的应力了解甚少。

Holt博士认为，如果考虑地形效应和板块内部的密度变化，则地壳厚度变化便取决于所处的位置，如果考虑这一切因素，再加上地幔对流系统，便可以很好地解释地表正在发生的变化。

他们的研究集中于漂浮在软流圈地幔之上的板块系统，在地质时间尺度上，这个板块系统表现为一个携带软流圈地幔及其上方大陆板块的对流系统。沿全球板块边界带分布的相邻板块相互碰撞，或者相互分离，或者发生俯冲。大陆板块之间的相互碰撞产生了壮观的山脉和强地震。而板块所承受的持续应力也会引起板块内部发生地震。研究人员指出，正确预测板块运动及板内应力已经成为全球动力学模型的一个挑战。这些准确的预测对于理解造成板块运动、造山、大陆裂谷以及在地震中释放的应变积累是非常重要的。

全球计算机模型所采用的数据是来自全球定位系统（GPS）的测量数据，该系统主要用于追踪变形板块边界带内的地壳运动，测量从地震断层中收集的地球应力场的方向，并且它是一个提供地球内部密度变化图片的全球地震仪网络。研究人员将模型输出数据与地表测量数据进行了比较。Holt博士指出，这些全球定位系统和断层的观测数据，可用于测试模型的完整性。

Ghosh和Holt博士发现板块构造是一个综合系统，这个系统是由地表至地球核幔边界之间的密度变化所驱动的。有一个惊人的发现是地球浅部的特征（如地形和地壳厚度的变化）和深部大规模的地幔对流模式之间的相互影响是变化的，这种变化能够促进板块运动，或者在某些地方会起到阻碍作用。他们还发现，由长期的下沉板块而形成的大规模的地幔对流，对于板内应力和板块运动的影响非常重要。研究人员发现，地形对板块构造系统也有重大影响，这一结果说明塑造地形的应力与地形施加于板块构造系统的“反作用力”之间具有强大的反馈作用。

Holt博士指出，虽然他们的模型不能准确预测短期内地震即将发生的时间和地点，却可以帮助我们在较长的时间跨度内更好地理解或预测地震。这项研究成果能够更好地理解板块系统内的应力，有助于开发出更好的预测模型。

资 料 来 源：http：//www.sciencedaily.com/releases/2012/02/120217101058.htm

原题：Geoscientists use numerical model to better forecast forces behind earthquakes