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user: 4. 几个应用研究方面的例子 以下的应用研究例子，是作者近几年研究的心得，虽然在工作方法上不断有所改进，但基本的理念是始终如一的。 4.1. 关于2011年日本Mw9.0级地震 2011年3月11日日本9级地震之后，作者立即着手研究其地震成因，2天后在新浪网博客和科学网博客上发表博文，提出地震成因的新解，认为日本9级地震是日本地震柱构造活动的产物，并非与碰撞或者俯冲有关 [ 20 ] [ 21 ] 。现在看来，这个解释依然是正确的。 4.1.1. 日本9级地震前后的壳下地震活动 根据ANSS地震目录资料，日本地震柱的震源深度时序图如图10所示。图中表明，在400 km深度以下，深源地震活动带有明显的韵律，十多年为一族，随时间流转。在200~400 km深度范围内，也有类似的现象。作者按照中深源地震活动自下而上逐层驱动的思路，在图面上画了一条紫色虚线和一个蓝色虚框，表示中深源地震活动族向上逐层驱动的历程，指向2011年的9级地震。在其前面的多个7.5级以上地震之前，实际上也有类似的虚拟线存在，连接着深部的深源地震活动族与7.5级以上的壳内强震。更有意思的是，在9级地震之前，大约在2001~2009年期间，在50~150 km深度范围内(通常被称为熔岩囊)，地震活动十分活跃，而地表却只在临震前2~3年才活跃起来。这一切都表明，会有大的事件发生。 根据日本气象厅的震源月报资料，3级以上的震源深度时序图见图11。图11的资料时限较短，但同样也发现与图10类似的情形。3级以上或者3.5级以上的地震，都在400 km深度以下出现一族一族的地震律动。图11(a)在2003~2010年期间熔岩囊内的地震活动也表现活跃。 再看看地震活动的地理分布，如图12。图12(a)和图12(b)分别为9级地震之前和之后的壳下地震活动，前者侧重于中深部的地震活动而后者则侧重于大约100 km深度内的地震活动。从能量的角度来说，前者侧重于积累能量而后者则侧重于释放能量，都表现了地震柱构造活动对于壳内强震的控制作用。 图10. 日本地震柱4级以上地震的震源深度时序图(据ANSS地震目录，1963.1.1~2016.4.16， M ≥ 4.0) 4.1.2. 日本9级地震活动与周边地震柱的关系 日本9级地震后的300天之内，日本及周边地震柱的地震活动如图13所示。震后100日内也是这样的图像 [ 22 ] 。由这张图可见，在此期间内，除了9级地震震中区密集的地震活动，周边地震柱均处于正常的活动状态，并没有受到9级地震的波及和影响。如果按照碰撞的说法，偌大的太平洋板块与欧亚板块碰撞，不可能只攻其一点而不及其余。 图中标注了日本自1960年以来较为活跃的3组活火山，分别受到07号、09号和11号地震柱的控制。九州地区的地震活动并没有受到9级地震的影响。因此，震后新燃岳火山的喷发也许只是碰巧而矣。当时人们极度关注地震是否会引发富士山火山的活动，作者曾两次在科学网博客上发表文章，详细分析这3组火山成因的差异，指出“其实日本不必太惊慌”，富士山火山的活动受控于北马里亚纳地震柱，不会受到9级地震的直接影响 [ 23 ] [ 24 ] 。李四光有一句名言：同一构造体系的，再远也是近，不同构造体系的，再近也是远。真是妙极！ 4.2. 关于2016年日本熊本Mj7.3级地震 2016年4月14日和4月16日，日本九州地区相继发生7级以上地震，定名为熊本地震。地震以后，阿苏火山和樱岛火山也接连喷发。 为了研究九州与台湾的地震活动，根据日本气象厅的震源月报资料，本文将11号台湾及琉球地震柱的单体地震柱(二级地震柱)做了初步划分，如图14所示。图中A区为九州地区，称为九州地震柱。B区为北台湾地区，C区为南台湾地区，合称为台湾地震柱。C区属于22号马尼拉地震柱的南台湾二级地震柱，本文的资料不全。 九州地区的地震活动与地表构造的关系以及与壳下地震活动的关系如图15和图16所示。图中的活动断层为依据日本地震调查研究推進本部事务局2013年的相关资料绘制的示意图 [ 25 ] 。九州地震柱的三维立体图像见图17。 图11. 日本地震柱3级以上地震的震源深度时序图。(a) 1997.10.1~2015.7.31， Mv ≥ 3.5；(b) Mv ≥ 3.0 图12. 日本9级地震前后的壳下地震活动。(a) 地震前：1997.10.1~2011.2.28，Mv ≥ 3.0；(b) 地震后：2011.3.1~2015.7.31，Mv ≥ 3.0，据日本震源月报 图13. 日本9级地震之后300天内周边地震柱的活动(据日本震源月报，2011.3.1~2011.12.31， Mv ≥ 3.0) 图14. 台湾及琉球地震柱的单体地震柱分析(1997.10.1~2015.7.31， Mv ≥ 3.0) 图15. 日本九州壳内强震和火山活动与地表构造的关系(1997.10.1~2015.7.31， Mv ≥ 3.0) 图16. 日本九州壳内强震和火山活动与壳下地震活动的关系(1997.10.1~2015.7.31， Mv ≥ 3.0) 图17. 九州地震柱的三维立体图像(1997.10.1~2015.7.31， Mv ≥ 3.0) 由图15可见，九州地震柱的壳内地震与地表构造密切相关，而壳下地震活动则不受地表构造控制(图16)。因此，试图采用地表构造的观念来解释中深源地震活动的成因是不可取的。 由图17可见，壳下地震活动的能量是无法耗散的，只能在壳内以热能(火山)或者机械能(壳内地震)的形式来释放。因此，壳内地震活动和火山活动受控于壳下地震活动。 图15中断层的规模不大，或许正是壳内强震连发、并且壳内强震与火山活动连发的真正原因。因为断层规模不大，一次强震，或者一次火山喷发，都不能彻底释放掉地震柱所累积的能量。当然，这取决于地震柱能量积累的规模。比如2011年新燃岳火山的喷发，就没有壳内强震伴随。 4.3. 关于1995年日本阪神Ms6.8级地震 日本阪神1995年1月16日发生6.8级地震，人们常常会提及阪神地震所造成的灾难，因此本文作一些初步的研究和介绍。 按照ANSS地震目录，09号北马里亚纳地震柱构造自1963年至2016年的地震分布如图18所示，三维立体图像见图6和图9。图18显示，该地震柱有2个深源地震活动中心，一个在东南端，一个在西北端，中源地震大致以本州岛为界分为2部分，因而构成2个单体地震柱。西端单体地震柱可能主要控制本州西海岸的地震活动，本州岛中部6.5级以上的壳内强震多数都在西海岸(见表3)。本州东海岸的地震与富士山的火山链(见图13)主要受东端单体地震柱控制。 本州岛中部自1978年的伊东地震后，至1994年相隔十多年没有6.5级以上地震活动。为研究阪神地震，本文作1975~1994年的壳下地震活动图像，如图19所示。图中在本州岛陆地出现3个壳下地震密集区，即广岛、阪神和东京地区。广岛密集区属于11号台湾及琉球地震柱，本例不予讨论。东京密集区可能与周边火山活动有关(见表4)，阪神的密集区则显然与阪神地震有关。 图18. 北马里亚纳地震柱的地震分布(据ANSS地震目录，1963.1.1~2016.4.16， M ≥ 4.0) 图19. 阪神地震之前北马里亚纳地震柱的壳下地震活动分布(据ANSS地震目录，1975.1.1~1994.12.31， M ≥ 4.0) Table 3 Strong earthquakes in the crust of the middle Honshu Island， Japan (according to ANSS earthquake catalog， 1963~2016 日期 (年/月/日) 经度 (˚) 纬度 (˚) 震源深度 (km) 震级 震级类型 参考地点 1974/05/08 138.7400 34.5220 2.00 6.50 Ms 伊东 1978/01/14 139.2590 34.8090 14.00 6.60 Ms 伊东 1995/01/16 135.0180 34.5830 21.90 6.80 Ms 阪神 2000/10/06 133.1340 35.4560 10.00 6.70 Mw 松江 2001/03/24 132.5260 34.0830 50.00 6.80 Mw 广岛，11号？ 2004/10/23 138.7790 37.2260 16.00 6.60 Mw 新泻 2007/03/25 136.5880 37.3360 8.00 6.70 Mw 轮岛 2007/07/16 138.4460 37.5350 12.00 6.60 Mw 新泻 表3. 日本本州岛中部陆地的壳内强震(据ANSS地震目录，1963~2016) Table 4 Active volcanoes in the middle Honshu Island， Japan (1983~1996 编号 火山名称 经度 (˚) 纬度 (˚) 海拔高度(m) 最新喷发时间 所属地区 283010 Izu-Tobu 139.098 34.9 1406 1989 Japan 283070 Yakedake 137.587 36.227 2455 1995 Japan 283090 Niigata-Yakeyama 138.036 36.921 2400 1998 Japan 283120 Kusatsu-Shiranesan 138.528 36.618 2165 1983 Japan 283170 Adatarayama 140.281 37.647 1728 1996 Japan 284010 Izu-Oshima 139.394 34.724 758 1990 Japan 284100 Kaitoku Seamount 140.933 26.06 −173 1984 Japan 表4. 本州岛中部的活火山(据Smithsonian Institution，1983~1996) 图20为该地震柱4.7级以上地震的震源深度时序图。图中实心圆为本州岛本土地震，空心圆为外海地震。由图可见，深源地震表现出成团特征，显示了活动韵律，按照地震柱管道内地震活动“自下而上逐层驱动”的理念，沿图中虚线便可追溯到阪神地震。 因此，按照地震地热说的理论和方法，即使采用美国的地震目录，阪神地震也是有可能预测的。 4.4. 关于台湾地震与九州地震的关系 在图14中，台湾和九州分别位于11号台湾及琉球地震柱的两端，统计发现壳内强震活动存在两头跳的特征，如图21所示。由图可见，大凡九州6.5级以上的地震，皆有台湾6.5级以上地震相随。反之亦然。 台湾地震划分了B区和C区，是因为台湾跨在11号台湾及琉球地震柱与22号马尼拉地震柱之间。台湾北部，宜兰和花莲，及其外海地区，位于11号地震柱之中，台湾南投及以南地区的地震活动，则处在22号地震柱的二级地震柱，即南台湾地震柱之中 [ 26 ] 。图中B和C的重复地震即属于台湾中部的地震，为慎重起见未加以完全分离。 2011年日本9级地震之后，互联网间盛传台湾或许会发生8级大震，作者及时在科学网博客载文，指出“台湾2011年或许无大震” [ 27 ] 。当时，作者对09号和22号地震柱也同样报过平安 [ 28 ] [ 29 ] 。实践检验了作者的判断。 图20. 北马里亚纳地震柱的震源深度时序图(据ANSS地震目录，1963.1.1~2016.4.16， M ≥ 4.7) 图21. 台湾地震与九州地震活动的相互关联(据ANSS地震目录，1963.1.1~2016.4.16) 实际上，台湾需要关注的是九州和琉球的地震活动，而不是日本本州中部和北部的地震活动。此次日本熊本地震或许对台湾地震活动产生重大的影响，值得关注。 4.5. 关于台湾地震柱的活动性 依据ANSS地震目录，台湾地区的地震活动分布见图22，壳下地震活动见图23。 由这两张图可以看出，台湾实际上可以独立划分为地震柱，大致以图23中的虚线为界，还可划分为北台湾和南台湾两个二级的单体地震柱。但是这样做，也会讲不清台湾地震活动与九州地震活动的关系，而这种关系是的确存在的。 在图23中，台湾东南海域有一组呈北西向展布的中深源地震，指向1999年的南投7.7级地震，是值得关注的 [ 26 ] 。台湾中南部的地震活动，主要应关注这组中深源地震的活动。因此，在地震地热说看来，南投地震与花莲地震、宜兰地震，在构造与成因上是有差异的。 日本震源月报提供了北台湾地区较为详尽的资料，可以做出北台湾地震柱的三维立体图像，如图24所示。北台湾地震柱仍为复合地震柱，要加以剥离，难度较大。 图21中当前台湾明显缺震，缺乏6.5级以上的壳内强震。那么，熊本地震之后台湾地震活动会作如何响应？这需要拥有台湾地区的详细地震资料进行研究。初步判断，熊本地震对北台湾地震活动的影响可能会更直接一些。 4.6. 关于中国珲春地震柱 中国珲春地震柱是一个潜在的地震柱，缺少中源和浅源地震活动，容易被人们忽视。本文将中、美、日等3个地震目录加以对比，得到如图25的图像。3张图的震源深度稍有差异，误差在100 km左右，基本上是可比拟的。图25中，由于日本地震柱和珲春地震柱的深源地震不在同一个深度层面，因而在剔除日本地震柱的深源地震以后，珲春地震柱的构造便可以得到确认。3张图都表明珲春地震柱的中源地震活动已经出现在400 km深度以上，似乎表现了地震柱构造活动复苏的迹象。图25(a)和图25(b)中的中源地震是笔直上升的，而图25(c)则偏向日本一侧，可能是由于日本地震台网偏置的原因。总体来说，珲春地震柱的中深源地震活动分布应该是近乎垂直向上、指向长白山和五大连池的火山地区。该地震柱也同样是P波的快速异常体 [ 4 ] [ 30 ] 。 中国东北地区的火山监测是需要做的。但是，东北火山活动的复苏，首先在于珲春地震柱构造活动的复苏。因此，对珲春地震柱的监测应该是东北火山监测的重中之重。作者有一篇关于全球火山研究的文章，详细解释了这方面的原因 [ 7 ] 。然而，比较中国和日本对于这个深源地震活动区的监测能力(图25(a)和图25(c))，显得相差甚远。建议中国地震台网摈弃国界外或者省界外超出30 km就只管大震的观念，对珲春地震柱的中深源地震活动给予特别地关注。同样地，出于对中国全境地震预测研究的需要，对于我国台湾地震柱、境外的17号缅甸地震柱，以及18号兴都库什地震柱，也应打破这样的观念，予以特别地关注。