早在20 世紀(jì)80年代實(shí)施的地震預(yù)報(bào)研究計(jì)劃就開始了東京都周圍地區(qū)的打深井工作。1994年美國(guó)北嶺地震時(shí),美國(guó)和日本的聯(lián)合地震觀測(cè)組發(fā)現(xiàn)并確認(rèn)了洛杉磯地區(qū)若干個(gè)地下隱伏斷層的存在和地震活動(dòng)的繼續(xù)。當(dāng)時(shí)兩國(guó)地震學(xué)者達(dá)成合作研究協(xié)議,分別就在美日合適地點(diǎn)建立地殼斷層深部觀測(cè)網(wǎng)開展地形變和地傾斜的研究。雙方的準(zhǔn)備活動(dòng)是從研制特別地震儀和地應(yīng)力記錄儀開始的,以后就打井地點(diǎn)、施工技術(shù)和測(cè)井等問(wèn)題不斷地研究討論。
1995 年阪神地震推進(jìn)了地震預(yù)報(bào)的研究。日本的地震觀測(cè)無(wú)論是對(duì)監(jiān)測(cè)海溝型地震,還是對(duì)城市直下型地震來(lái)說(shuō),都不夠完全,完善和建立深度為2—10公里的深部觀測(cè)臺(tái)是非常重要的。1994年日本政府批準(zhǔn)建立首都圈直下型地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)網(wǎng),并于年末初步建成試運(yùn)行。為了避開城市雜亂的干擾,地震觀測(cè)儀器安置在 3000米深的鉆井底部,其他還有速度儀、地傾斜儀、地形變儀、地聲儀、強(qiáng)震儀、激光儀等11種儀器。地傾斜儀能記錄到地殼的垂直應(yīng)變;又能捕捉到數(shù)十公里遠(yuǎn)處1毫米以下的地動(dòng)移動(dòng)。速度地震儀和強(qiáng)地震儀可以分別記錄1—3級(jí)的微震和震級(jí)≥3級(jí)的有感地震。
日本科學(xué)技術(shù)廳和防災(zāi)科技研究所在埼玉縣巖規(guī)市、千葉縣沼南町和東京都府中市3個(gè)地方,分別打下了深度為3500米、2330米和3000米的觀測(cè)井,置設(shè)了相應(yīng)的觀測(cè)儀器和設(shè)備。
防災(zāi)研究所在南關(guān)東的6個(gè)縣市打了深度為2000米的6個(gè)應(yīng)變儀測(cè)井,同時(shí)還在距此為一百公里外的22個(gè)地方布設(shè)了探測(cè)水平向位移為1微米傾斜的應(yīng)變儀網(wǎng)。
這些資料加上震源定位方法來(lái)測(cè)定震源的地點(diǎn)、深度和地殼變動(dòng)的狀態(tài)。詳細(xì)的研究可以解析出在形成日本大陸的歐亞板塊下方,從左、從右向地球內(nèi)部俯沖的菲律賓海板塊和太平洋板塊碰撞活動(dòng)的狀態(tài),解析出兩個(gè)板塊向下方彎曲的大陸板塊端部的傾斜狀況,解析出由板塊俯沖與碰撞引起的大陸伸縮狀況。這些都表明了板塊端部變形的狀態(tài),依此就能估計(jì)出哪些部位,在什么時(shí)候,可能發(fā)生多大規(guī)模的破裂,即做出地震的三要素。說(shuō)實(shí)在的,地震的發(fā)生可不像所寫的那樣簡(jiǎn)單,它的發(fā)生過(guò)程相當(dāng)復(fù)雜。不是說(shuō)設(shè)網(wǎng)觀測(cè)想得相當(dāng)周全了,就能捕捉到前兆了,預(yù)報(bào)就解決了。地震預(yù)報(bào)仍然像百年前所說(shuō)的,是困難的。現(xiàn)在做的只是認(rèn)識(shí)上嘗試,是進(jìn)了是退了,仍是難的(一位社會(huì)學(xué)家的想法—作者注)。日本地震學(xué)家想解決的是直下型地震,板間地震或板內(nèi)地震問(wèn)題。日本對(duì)380 年內(nèi)的地震調(diào)查表明,在36次日本烈度Ⅴ度以上的地震中,4次是海溝型地震,32次是直下型地震。由于直下型地震與復(fù)雜的活斷層活動(dòng)和板塊運(yùn)動(dòng)有關(guān)系,因此對(duì)斷層運(yùn)動(dòng)的過(guò)程不了解,預(yù)報(bào)也就很難了。看到了難處,提高認(rèn)識(shí),想方法,進(jìn)行試驗(yàn)吧,設(shè)想深井觀測(cè)地殼變動(dòng),就是一種正確的試驗(yàn)。在日本現(xiàn)今的地震預(yù)測(cè)推進(jìn)地震觀測(cè)研究計(jì)劃中,仍然繼續(xù)著中深層地震觀測(cè)設(shè)施更新工作。日本高科技網(wǎng)絡(luò)臺(tái)陣(包括0.1-2公里鉆孔)仍是世界上最大的陣列。
作者:崔秋文 陳長(zhǎng)林 陳英方