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防震减灾科普系列 74 地震前兆之地下水宏观异常篇

来源:新晨报 2018-07-19 01:12   https://www.yybnet.net/

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地震前兆是指地震发生前,自然界出现的与地震孕育、发生有关的各种征兆。大体有宏观前兆和微观前兆两大类, 那些由人的感觉器官所能直接觉察的地震前兆现象,统称为宏观前兆,宏观前兆具体有:地下水宏观异常、动物异常、气象异常、地声与地光。

地下水包括井水、泉水等。主要异常有发浑、冒泡、翻花、升温、变色、变味、突升、突降、泉源突然枯竭或涌出等。人们总结了震前井水变化的谚语:“井水是个宝,前兆来得早。”“无雨水质浑,天旱井水冒。”“水位变化大,翻花冒气泡。”“有的变颜色,有的变味道。”

地震是地壳运动中岩石应力应变不断积累,当其超过岩石破裂强度时所发生的岩体突然破裂。所以,地震的孕育总是伴随着一个应力应变长期积累的过程,当这个过程中应力强度增长到接近岩石破裂强度时,岩石中出现小的破裂,且其数量和长度随应力的增长而增大,并因此导致岩石变形,于是在地表就能观测到地壳形变。例如,1966年邢台地震前,震区内某水准点的高程变化有明显的震前异常,从1964年底开始,一反其历年来长期趋势下降的常态,而以每年100毫米的速度急剧上升,至震前又转为迅速下降,随即发震。

震前出现地下水变化的原因有三种可能:一是地震前随着应力的不断加强,可使深部承压含水层的隔水顶板受到破坏,使承压水沿裂缝上溢,成为浅部含水层的补给水源而引起地下水位的变化;二是大面积的应力集中和积累,使含水层受到挤压,即使含水层不破裂也能使水位发生一定幅度的变化。在某些情况下,震前可能发生地面的升降,引起地下水位不平衡,使高处水向低处运动,造成地下水位的变化。三是在地下岩层中,放射性元素铀、镭的蜕变会形成惰性气体氡气,并溶解在地下水中。氡具有三种同位素,并具有一定的放射性。地震孕育过程中岩石受压造成岩石密度变大,孔隙率和含水量变小,引起氡浓度增大。如果地壳发生变化,地下水流速和流量发生变化,都会引起氡浓度的变化。当岩石产生微破裂时,射气系数大大增大也将引起氡浓度的显著增大。所以,水中氡浓度的变化与地震孕育过程有着同源的关系。

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