慢地震慢地震_谢军 PB05007151 什么是慢地震？地震观测研究表明:震源过程是一个持续时间较长的复杂过程,常规地震发生时所释放的能量只是其中一部分,有很大一部分能量是在常规地震前或后以各种形式缓慢释放的, 缓慢释放是地球内部能量释放的最主要方式。 这种能量缓慢释放的地震现象被称为慢地震或静地震。 但是到目前为止,对慢地震(或静地震) 还没有严格定义。 通常把正常地震之外的持续衰减时间较长的长周期事件统称为慢地震,是指广义上的慢地震。 从时间尺度上来看。 慢地震较一般的地震延续时间长即周期比较长，最长的可达几个月。从空间尺度来看。虽然慢地震与一般地震都是剪切滑动， 但是慢地震的震动幅度很小， 几乎没有地震波幅射出来。 从断层破裂的速度来看。 通常地震的断层整体的平均破坏扩大速度大于 1km/s, 破坏扩大速度为 1km/s100m/s 的为缓慢地震,10010m/s 的为寂静地震,10.1m/s 的为蠕滑事件。 如果断层的长度为 100km ,不同地震发震过程的时间常数分别为:通常地震不到 100s ,缓慢地震 100s 至约 3h ,寂静地震约 3h1d ,蠕滑事件约10d120d。 慢地震与地震之间的关系就像绝缘体与导体之间的关系！他们并没有严格的界限。 但是这些慢事件遵循着一种简单的、 统一的定标关系, 这种关系使其特性与通常地震间具有明显差别。 我们发现, 它们的地震矩与特征持续时间成正比,其矩率函数是常数, 谱的高频衰减为f - 1 。这种定标关系和谱特性说明, 我们能将其理解为同一现象的不同表现,构成一个新的地震类别。慢地震的特征持续时间T (以秒为单位) 与最终断层运动规模量值的地震矩M0 (以N.m 为单位) 之间存在着明确的比例关系: M0 T 101213 （1） 该关系不同于消减带内常规(在“正常”的意义上) 地震的定标律( Houston , 2001) : M0 T3 101516 （2） 如果我们假设在一次地震的整个过程中, 地震矩和特征时间之间存在比例关系,那么直到事件结束, 地震矩率函数M0 (t)都会是常量。 场地震位移u(t) 与M0(t) 成正比, 所以我们预计这些事件具有矩形位移脉冲。持续时间为T 的矩形函数的傅里叶振幅谱与sin(f T) / (f T) 成比例, 其中f 为频率。该谱的低频渐近线是平的, 而高频渐近线按f - 1 下降。尽管实际矩率函数的细节会比此更复杂, 但与矩率变化相比其起止相当陡的震源应会形成类似的频谱。 这种定标关系的发现引发出一个问题, 即控制这些过程的因素是什么。 可以采用断层面的特征尺度L 和平均滑动量D来表示地震矩: M0 =DL2 (3) 式中, 为刚度。慢滑事件和间歇颤动及滑动的滑动量均为厘米量级。 因为更小事件的平均滑动量还是未知量, 所以我们考虑具有不同D值定标的两种机制。首先, 我们假设如常规地震中那样D 值与L 值成正比。我们把这称作低应力降模型。这种恒定应力降假设, 连同方程(1)和(3) , 给出了L 和T 间的关系式: L3 = C 1 T (4) 该关系预示出这些事件的特征传播速度L/ T 与1/ L2 成正比；距离 越短, 传播速度越快, 而距离越长, 传播速度越慢, 这与这些观测到的慢地震的传播速度相一致。 慢地震过程与地震波之间的根本差异在于： 地震波是震源体内岩石破裂振动向周围介质幅射传播的一列列振动波， 而慢地震则是对断层运动的一种实时记录。地震波描述的是断层瞬间运动的结果，其记录波列的丰富程度只与传播路径上介质的性质有关； 慢地震则是描述断层运动的全过程，惟有工作频段足够宽的仪器才能检测得到。 慢地震如何识别？慢地震的识别是慢地震研究中最基础的问题，它是建立慢地震目录的前提之一。认为持续时间长，而且视应力比较低，可作为识别慢地震的特征。当今比较现实的方法是通过对大量现有震例前后若干时间段的重力仪、倾斜仪、长周期地震仪及应变仪记录资料的再分析实现慢地震的识别。 但是一般的地震仪检波器很难记录到它们，因为他们几乎没有地震波辐射，甚宽频带地震观测技术的发展，给我们带了这样的机会。目前常用的方法是通过低频段大振幅事件的判别方法来识别。X Perez Campos等，分析了全世界70个58 w8 3走滑断层地震事件， 认为持续时间长， 而且视应力比较低，可作为识别慢地震的特征。 慢地震的机制是什么？个人有个人的见解，众说纷纭。杨又陵等认为断层的滑动形式有两种：一种是稳态滑动，即沿断层面的连续位移；第二种是粘滑，即沿断层面呈突跳运动。稳滑是岩石在低法向应力下的位移方式，随着滑动面法向应力的增加，发生稳滑向粘滑的转变。断层粘滑位移不是突然发生的，往往是前面有某种前兆性滑动，断层稳滑是一个临震的警报，稳滑是一种与正常地震不同的缓慢运动。他们认为慢地震事件是稳滑机制所为。也有人认为慢地震的发生可能与固体潮有关。 研究慢地震有什么意义？慢地震恰似地震震源过程的模拟试验，但比人工模拟要真实得多。慢地震描述断层运动的全过程，可以揭示地震错动过程的复杂性， 研究慢地震现象可能有助于震源物理学的发展或许能为前兆异常资料的解释提供一些新的模式， 为地震震源机制的研究提供一些新的模型。 慢地震前驱波的观测与研究对深入了解断层失稳过程和实现地震短临预报具有一定意义， 同时也显示了宽频带数字地震台网的优越性。慢地震作为地震“家族”的一员，反映了震源区应力场的某种变化， 在整个地震序列的动力学中具有不可忽视的作用。慢地震与长周期事件是紧密联系的，最初的慢地震就是从长周期事件中获得的。长周期事件往往出现在重力仪、验潮仪、倾斜仪、 应变仪、 水位仪等长周期观测仪器的记录中， 被地震学家称为 “前驱波”、“前兆波”、“异常脉动”、“蠕动波”、“形变波”、“应力波” 。 现在这些长周期波记录被认为是由慢地震作为波动源产生的，是由断层慢滑移(断层预滑和断裂预扩张 )产生的低频地震波。由于这些长周期事件后，往往伴随着较大地震的发生，所以研究慢地震的机制和发生发展有可能对大地震的预测有帮助。