地震预测是可能的吗?

Question

东北部和东部海岸的地震后,我越过几本书讨论地震预测的有效性作为一门学科,但没有发现重大的突破。应该及时改变我们的方法和模型,使预测减少伤亡?

要清晰,我不感兴趣的一般评估地震灾害(即大小分布在接下来的25 - 50年),而是在短期预测精确足以秩序疏散。我知道疏散是一个有争议的问题…

Answer 1

地震预测是一个有争议的问题,尤其是后l 'Aqula试验。然而,让我试着精致的预测将来可能和抑制这种发展。

我们确实有一些了解地震和断裂机制。然而,对于预测的规模小时疏散(足够的),我们必须考虑以下。地壳中应力场基本上是应用地震所需的压力。然而,这些都是难以衡量和不同的压力可能适用于同一地区(本地、地区全球应力场)。看看世界地图压力,如何混乱的不同影响。

压力

这些压力也非常难以衡量。这些方法包括(压力源世界地图):

• 地震震源机制
• 生皮疹和钻井引起骨折
• 地应力测量(套取岩心、水力压裂钻孔插床)
• 年轻的地质数据(从断层滑动分析和火山口对齐)

这些有时可能会让矛盾应力张量。这些原因之一是原位测量往往比震源机制本地化(举个例子)。但当我们看地图,我们有大量的数据(27.000数据点)。另一个大问题发挥作用:

材料

虽然地球物理学家假设地面是均匀的,真的不是。在断层破裂时可能发生材料失败的压力。然而,材料是高度多样化,包括裂缝和裂缝,使其几乎不可能做出准确的评估。材料可能有弹性、韧性或脆性和可能依赖所在。从这你不能说如果小破裂由于触发更大的地震压力传递或者如果它保持一个小地震。

改善是什么

这将使一个模拟高度混乱和预测将有一个高概率是假阳性或假阴性,因此,显著降低可靠性。

最后,我们会改进我们的理解:

• 应力场
• 应力-应变关系
• 断裂机制
• 材料科学和位置

在加州的早期预警

然而,地震预警(EEW在加州)系统实施(和测试)。它被称为新见解ShakeAlert。他们可以使用所谓的技巧纵波地震是更快和更少的破坏性比表面波。这能宝贵的时间与安全相关的系统,如核电站或高速列车。但这是在一个非常早期的阶段,当地震已经发生和绑定到某个地方。

(我就喜欢放下更多的链接,但是我代表太低,所以看到维基百科断裂力学,应力-应变关系,世界压力图网站和新见解ShakeAlert)。

Answer 2

你问我们应该改变更好地预测地震,我认为几乎所有的东西。地球物理学家我们可以知道什么地震的爆炸,但相对盲目的如何。有一种强烈的科学家们觉得单一事件的预测不一个现实的目标,也许是不可能的。

一些好的猜测为什么这仍然是一个问题:

• 地球物理学家仍然不完全理解弹性回跳理论,因为我们的地震模拟需要假设并不符合经典的模型。
• 方程管理地震是最肯定非线性和数学技术,可能描述地震运动和火山喷发可能甚至还不存在。这种情况下的一个例子纽结理论和DNA,很难用数学表示DNA结构直到纽结理论是(它仍然可能是困难的,但是至少有数学)。
• 板块构造理论,整体地震的原因,还没有完全完成,和它的映射和表征地幔流不理解。
• 建模的影响地震各向异性,尤其是晶格择优取向,不理解。最值得注意的是,它在地幔楔动力学中的作用。

但这些只是猜测,真的,这是所有。在黑暗中射击。

Answer 3

除了@Neo谈到的理论局限,也有一个伟大的数据差异在我们的知识。预测地震,我们需要知道:

• 所有主要的3 d几何,并可能小,断层带
• 岩石圈应力的分布,至少接近断层,但可能更多
• 在断层岩石的物理特性(摩擦、脆性等)

上面的我们的知识是有限的,在最好的。为了准确地预测地震我们不仅需要更好的方程,也很多更多的数据。

Answer 4

看到它相对容易预测可能发生大地震,假设你已经监测变形的时间足够长时间,或多或少等于平均inter-seismic间隔(decades-centuries)。

原则上地震是简单,即。,fault accumulates strain and then eventually slips/ruptures. The million dollar question is what triggers it, and till date there has not been a single reliable precursor.

就像预测一个木制的失败(例如,巴尔沙)坚持用手弯曲双方,即。,you know it will break more or less somewhere near the center, where the strain is highest (assuming homogeneity in properties and geometry) but getting the timing right is significantly harder and very difficult to reproduce. It is even harder in case of earthquakes, given the heterogeneity, non-linearity in the system.

所以时间会让它变得容易预测大地震的位置,当我们使用现代工具如GPS监测应变积累,InSAR等等,但找准时机,甚至在几年之内将更加困难。例如,我们知道,南部圣安德烈亚斯是由于对地震(基于滑移量赤字)最后大地震是在1857年。但是这次地震发生,今天,在五年或未来50年内,是未知的。在南加州说,额外的错误(例如,圣哈辛托和埃尔西诺)使情况更加复杂。同样适用于伊斯坦布尔附近的北安纳托利亚断层,即。,we know that an earthquake will occur there soon, as the entire plate boundary except the part near Istanbul had ruptured at least once in the last hundred years. See在这里为更多的细节。

但现在时机适合短期预测(未来几十年甚至IMHO)是不可能的。你唯一的希望是警报基于地震纵波到达但是已经开始,走向你。注意:P波速度比表面波到达,导致大部分的破坏所以你可能几秒钟(取决于你有多远从震源)盖,自动关闭关键之类的气流在地下管道、地铁、发电厂等。

Answer 5

一种地震预报的方法,正在积极研究放射性氡同位素异常在地震前表面。

根据这篇文章氡是一种地震前兆异常检测方法(Gregorič等。),氡同位素\ ce rn}{^ 222美元来源于美元的放射性衰变\ ce {^ 226 ra}的一部分\ ce美元238 u}{^衰变链自然发生在地壳不同程度。由于相对较短的半衰期\ ce rn}{^ 222美元同位素。

Gregorič等人解释说,在地震前应力-应变动态改变改变了运输“geogas”,由承运人挥发物(例如$ \ ce{二氧化碳}$,$ \ ce {CH4} $)内和稀有气体(包括\ ce {Rn}美元)通过grounwater(液相平流),气流通过裂缝和裂缝(气相平流),或快速“泡状流”通过通过含水层和水进行活跃的“泡沫”骨折。

当然,这个方法是高度依赖于他的放射性源的数量已经存在,和土壤粒径等因素和气象参数(如土壤水分、降水、气压和温度)的浓度会影响\ ce rn}{^ 222美元在表面,研究正在进行,以确定震源与气象氡的来源的排放量。

观察了土壤中氡监测气体和地震预测研究地下水在北西喜马拉雅山脉,印度辛格(et al . 2010年)发现一些表面氡的测量结果之间的相关性和他出现的地震,但证实了这些气象事件和影响还指出,监测需要其他载体(罕见)气体可能更准确地预测地震。

在最近的一篇论文中,探测前兆模式来增强在智利地震预测(Florido et al . 2015年)状态,在智利,一个公认的前体的氡气波动发生在土壤、地下水和空气。

Answer 6

2014年春季,俄克拉何马州地质调查局和美国地质调查局生成一份新闻稿(www.okgeosurvey1.gov /媒体/新闻/ Full_USGS-OGS_Statment_05022014.pdf)增加了地震活动在俄克拉荷马州的警告。调查地质学家观察到地震的发生和大小的增加,可能与发生的增加向地下注入废水虽然有些工人将增加湖泊水位的变化。

在这种情况下,地质学家发出警告潜在的地震活动增加基于当前观察地震的震级和发生趋势。这个警告假定任何因素导致这个地震活动将继续(和潜在的增加)。

Answer 7

虽然完美的预测下一场地震何时何地发生(这是公众如何解释术语“预测”)不是身体上是不可能的,这需要比我们目前的更多信息。可能在未来我们可以有足够的地震机制的理解,和实时前体的知识,实际预测下一场地震至少目前尽可能精确地预测下一个大洪水或风暴。

社会的利益更好的评估和减轻地震灾害,而不是预测地震。精确的预测地震可能会比的准确评估地震灾害的那么有用,如果目标是减少生命和财产的损失。

这样可以改善的问题决定是否你询问地震风险或地震的物理机制。如果是后者,你需要更具体的假设你问什么。

事实上,据悉,负责地震的基本物理机制弹性回跳。很细节的机制,仍然是研究的主题。

如果你问是否可能,在未来,预测地震足够证明疏散的主要城市,我认为是的。然而,这也要取决于市政紧急疏散能力。

地震的预测结果本身,和地震学家:送进监狱过于轻率。

如果我不得不猜测未来突破地震学导致更好的地震预报将来自——我猜实时遥感的地壳形变从太空平台。这将对断层产生大量数据,实时和computer-accessible格式,可以解释我们目前对地震物理学的理解。

Answer 8

虽然我们尚未产生可靠的科学方法提前预测地震的发生,坊间证据表明,动物能感觉到地震前发生。Kirschvink (2000)表明动物的“第六感”是一个进化机制创造了“seismic-escape反应”。虽然可能有些动物可能捡小电磁场波动或前震,几乎没有研究来证实这一点。然而,有研究进展,如动物研究使用国际合作空间这可能有助于证实一些索赔。Stanley Coren和狗进行了一些发人深省的研究可能预测能力。