早在20 世紀80年代實施的地震預報研究計劃就開始了東京都周圍地區(qū)的打深井工作。1994年美國北嶺地震時,美國和日本的聯(lián)合地震觀測組發(fā)現(xiàn)并確認了洛杉磯地區(qū)若干個地下隱伏斷層的存在和地震活動的繼續(xù)。當時兩國地震學者達成合作研究協(xié)議,分別就在美日合適地點建立地殼斷層深部觀測網(wǎng)開展地形變和地傾斜的研究。雙方的準備活動是從研制特別地震儀和地應力記錄儀開始的,以后就打井地點、施工技術和測井等問題不斷地研究討論。
1995 年阪神地震推進了地震預報的研究。日本的地震觀測無論是對監(jiān)測海溝型地震,還是對城市直下型地震來說,都不夠完全,完善和建立深度為2—10公里的深部觀測臺是非常重要的。1994年日本政府批準建立首都圈直下型地震監(jiān)測預報網(wǎng),并于年末初步建成試運行。為了避開城市雜亂的干擾,地震觀測儀器安置在 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、強震儀、激光儀等11種儀器。地傾斜儀能記錄到地殼的垂直應變;又能捕捉到數(shù)十公里遠處1毫米以下的地動移動。速度地震儀和強地震儀可以分別記錄1—3級的微震和震級≥3級的有感地震。
日本科學技術廳和防災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個地方,分別打下了深度為3500米、2330米和3000米的觀測井,置設了相應的觀測儀器和設備。
防災研究所在南關東的6個縣市打了深度為2000米的6個應變儀測井,同時還在距此為一百公里外的22個地方布設了探測水平向位移為1微米傾斜的應變儀網(wǎng)。
這些資料加上震源定位方法來測定震源的地點、深度和地殼變動的狀態(tài)。詳細的研究可以解析出在形成日本大陸的歐亞板塊下方,從左、從右向地球內部俯沖的菲律賓海板塊和太平洋板塊碰撞活動的狀態(tài),解析出兩個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),依此就能估計出哪些部位,在什么時候,可能發(fā)生多大規(guī)模的破裂,即做出地震的三要素。說實在的,地震的發(fā)生可不像所寫的那樣簡單,它的發(fā)生過程相當復雜。不是說設網(wǎng)觀測想得相當周全了,就能捕捉到前兆了,預報就解決了。地震預報仍然像百年前所說的,是困難的。現(xiàn)在做的只是認識上嘗試,是進了是退了,仍是難的(一位社會學家的想法—作者注)。日本地震學家想解決的是直下型地震,板間地震或板內地震問題。日本對380 年內的地震調查表明,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雜的活斷層活動和板塊運動有關系,因此對斷層運動的過程不了解,預報也就很難了。看到了難處,提高認識,想方法,進行試驗吧,設想深井觀測地殼變動,就是一種正確的試驗。在日本現(xiàn)今的地震預測推進地震觀測研究計劃中,仍然繼續(xù)著中深層地震觀測設施更新工作。日本高科技網(wǎng)絡臺陣(包括0.1-2公里鉆孔)仍是世界上最大的陣列。
作者:崔秋文 陳長林 陳英方