[科普中國(guó)]-降雨觸發(fā)地震

降雨觸發(fā)地震是自然界地震的一種，屬于與水循環(huán)作用相關(guān)的地震。其基本含義即由于降雨而產(chǎn)生的地震。降雨觸發(fā)地震一方面比構(gòu)造地震淺、震級(jí)小，另一方面比地表災(zāi)害如滑坡、巖溶塌陷等深、規(guī)模大，所以降雨觸發(fā)地震的區(qū)域，地下水與地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、巖溶構(gòu)造等相互作用、相互影響及其結(jié)果更加明顯、有其獨(dú)特性。

釋義降雨觸發(fā)地震是自然界地震的一種，屬于與水循環(huán)作用相關(guān)的地震。其基本含義即由于降雨而產(chǎn)生的地震。降雨觸發(fā)地震一方面比構(gòu)造地震淺、震級(jí)小，另一方面比地表災(zāi)害如滑坡、巖溶塌陷等深、規(guī)模大，所以降雨觸發(fā)地震的區(qū)域，地下水與地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、巖溶構(gòu)造等相互作用、相互影響及其結(jié)果更加明顯、有其獨(dú)特性。1

分類人們很早就注意到了降雨與地震有關(guān)，1912年Drake出版的《中國(guó)的破壞性地震》中討論了按月、按季節(jié)分配的地震數(shù)量。1913年Sayles在美國(guó)地震學(xué)會(huì)公報(bào)上出版的《地震和降雨》中提出了降雨增加與地震活動(dòng)增加的周期性及相關(guān)性。然而，直到20世紀(jì)80年代后期，對(duì)地下水位的季節(jié)性回漲或暴雨誘發(fā)的周期性地震活動(dòng)增強(qiáng)等事件的報(bào)道開始增多并對(duì)其進(jìn)行研究。自然界地震分為兩類：①與板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用相關(guān)的地震；②與水循環(huán)作用相關(guān)的地震。1987年Costain等提出了水力地震活動(dòng)（Hydroseismicity）假說，認(rèn)為水循環(huán)作用可以在板塊內(nèi)部和板塊邊界產(chǎn)生地震，包括水庫(kù)地震、降雪融化產(chǎn)生地震、降雨產(chǎn)生地震等，但水循環(huán)主要因素是降雨。目前，這一假說得到了進(jìn)一步完善并提出了很多事實(shí)支持，并且成為地震科學(xué)研究的另一重要領(lǐng)域。近幾年，廣西地區(qū)出現(xiàn)了幾次降雨觸發(fā)地震事件，蔣海昆等對(duì)其進(jìn)行了一定程度的研究。但隨著我國(guó)測(cè)震臺(tái)網(wǎng)監(jiān)測(cè)范圍不斷擴(kuò)大、監(jiān)測(cè)能力不斷提高，必將發(fā)現(xiàn)更多的降雨觸發(fā)地震事例。所以，降雨觸發(fā)地震是我們今后不得不面臨的研究工作，對(duì)其研究進(jìn)展進(jìn)行分析并討論具有重要的意義。

研究進(jìn)展雖然降雨觸發(fā)地震研究工作于20世紀(jì)八九十年代后才真正開展起來，但仍取得了一些進(jìn)展：

（1）降雨引起的較小應(yīng)力變化可以觸發(fā)地震，如100Pa數(shù)量級(jí)的應(yīng)力變化足以觸發(fā)地震。降雨觸發(fā)地震的機(jī)理一般為降雨滲透使流體孔隙壓力增加、強(qiáng)度降低，進(jìn)而觸發(fā)地震；但有人提出余震活動(dòng)受流體的流動(dòng)所驅(qū)動(dòng)。

（2）降雨觸發(fā)地震可以使斷層活動(dòng)產(chǎn)生地震，也可以使巖溶塌陷或裂隙閉合產(chǎn)生地震。

（3）觸發(fā)地震與地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等有關(guān)，如在喀斯特地區(qū)即巖溶地區(qū)經(jīng)常發(fā)生降雨觸發(fā)地震。

（4）降雨觸發(fā)地震與區(qū)域應(yīng)力集中無關(guān)，既可以在地震活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)觸發(fā)地震，也可以在地震活動(dòng)弱的地區(qū)觸發(fā)地震。

（5）降雨觸發(fā)地震位置與區(qū)域所在板塊位置無關(guān)，可以在板塊內(nèi)部、也可以在板塊邊界。

（6）相關(guān)理論及模擬在降雨觸發(fā)地震研究中的運(yùn)用，如庫(kù)侖破裂理論、有效應(yīng)力原理等運(yùn)用于穩(wěn)定性研究，數(shù)值模擬孔隙壓、擴(kuò)散率等的變化以及地下水動(dòng)力學(xué)理論合理的解釋孔隙壓的變化和觸發(fā)地震延遲性。

（7）地震活動(dòng)模型及模擬的運(yùn)用為降雨觸發(fā)研究地震提供了新的手段。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)90年代左右也已經(jīng)注意到了降雨與地震有關(guān)的現(xiàn)象，但主要是以統(tǒng)計(jì)或推理性分析為主。由于觀測(cè)的原因，國(guó)內(nèi)降雨觸發(fā)地震的文獻(xiàn)報(bào)道和研究工作嚴(yán)重滯后、偏少，目前開展了一些探索性研究。這些研究中以蔣海昆等對(duì)廣西2010年6月28日—8月15日凌云－鳳山交界地區(qū)3級(jí)降雨觸發(fā)震群研究最為全面和深入，作者開展了降雨與地震關(guān)聯(lián)性分析，對(duì)地震進(jìn)行了定位并研究了震源破裂特征，基于ETAS模型檢測(cè)了流體觸發(fā)地震的強(qiáng)弱，運(yùn)用擴(kuò)散方程研究了不同深度孔壓變化等。1

討論在降雨觸發(fā)地震中，降雨滲透造成的地下水作用是外因；地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)等環(huán)境因素是降雨觸發(fā)地震的控制因素，這些因素控制地質(zhì)災(zāi)害及地震的發(fā)生。事實(shí)上，并不是所有降雨都可以觸發(fā)地震，只有在某種特定條件下才可能觸發(fā)地震，這主要是由降雨觸發(fā)地震區(qū)域本身固有的結(jié)構(gòu)和特性所決定的。因此，在研究降雨觸發(fā)地震的影響因素中，不能忽略觸發(fā)地震區(qū)域本身固有的結(jié)構(gòu)和特性及其與降雨滲透的作用。此前在構(gòu)造方面的研究，主要集中在利用地質(zhì)構(gòu)造學(xué)、巖溶學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)等研究成果進(jìn)行分析，然后認(rèn)為哪個(gè)區(qū)域適合降雨觸發(fā)地震；在降雨滲透作用方面，主要是利用數(shù)值模擬孔隙壓、擴(kuò)散率等的變化以及地下水動(dòng)力學(xué)理論合理的解釋孔隙壓的變化和觸發(fā)地震延遲性；在降雨觸發(fā)地震特征方面，主要是運(yùn)用地震波資料研究降雨觸發(fā)地震震源變化特征，進(jìn)一步說明降雨觸發(fā)地震與構(gòu)造地震的差異、以此論證地震源于降雨。降雨觸發(fā)地震一方面比構(gòu)造地震淺、震級(jí)小，另一方面比地表災(zāi)害如滑坡、巖溶塌陷等深、規(guī)模大，所以降雨觸發(fā)地震的區(qū)域，地下水與地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、巖溶構(gòu)造等相互作用、相互影響及其結(jié)果更加明顯、有其獨(dú)特性。所以，降雨觸發(fā)地震研究在研究降雨作用與震源破裂特征的同時(shí)，更應(yīng)該研究地質(zhì)構(gòu)造的特征、研究降雨觸發(fā)地震區(qū)域本身固有的結(jié)構(gòu)和特性與降雨滲透的相互作用、相互影響，以便更加清楚地認(rèn)識(shí)降雨觸發(fā)地震成因及其相互聯(lián)系，深化對(duì)降雨觸發(fā)地震機(jī)理、機(jī)制的理解和認(rèn)識(shí)。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張勇 - 副教授 - 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院