關於水庫蓄水與地震發生之間的關係淺識

關於水庫蓄水與地震發生之間的關係淺識

（只是自己目前的一點認識）

俯衝帶示意圖（圖片來自網路，僅用於學術討論）

這裡我以俯衝帶地震發生過程為例，根據目前我已經理解的程度，來簡單介紹下地震發生的基本過程。

圖中一個板塊俯衝到另外一個板塊下，他們之間的接觸面，也可以理解為俯衝斷層帶。地震前，由於兩個板塊相互俯衝擠壓，導致兩個板塊的岩石圈擠壓應力逐漸增大。由於岩石圈的溫度還不是特別高，力學性質以彈脆性為主，因此，等擠壓應力累積到一定程度，超過兩個板塊之間的最大靜摩擦力，那兩個板塊的岩石圈就會發生快速的相對運動，也就是發生地震。這個過程，類似於我們使勁擠壓一根筷子，當力量達到一定程度，筷子肯定會瞬間崩斷。

因此，一個地方是否發生地震，有如下幾個關鍵因素在影響（或者說控制）：

1）地層（或者說石頭吧）自身的綜合強度，這個取決於地層的類型及本身內部裂隙的多少。比如說是沉積砂岩層的力學強度，總體比火山侵入的花崗岩要弱；另外，如果同樣的地層類型，其裂隙越多，綜合強度也越弱；

2）地層受擠壓程度，這個好理解，擠壓越厲害，就越危險；

3）地層內摩擦係數的大小。內摩擦係數越大，同樣的擠壓力下，其靜摩擦力也就越大，抗擠壓的能力也就越大（當然一旦發生地震，危害程度也越高）。

4）孔隙水/裂隙水的壓力。通常情況下，岩層都存在很大孔隙和裂隙，而且在一些地勢低洼地區，岩層孔隙和裂隙中都充滿了地下水（稱為孔隙水、裂隙水），如果孔隙水/裂隙水的壓力增大，有效摩擦力降低，導致抗擠壓能力降低，從而在擠壓狀態不變的情況下，也能發生地震。

因此，水庫蓄水，主要不是通過蓄水給地層帶來的壓力來影響地層是否地震，因為其帶來的壓力，是豎直方向的，不是簡單線性的疊加在水平擠壓力上（這其實是一個三維空間應力張力問題，有興趣的後續再詳細解釋）。但水庫蓄水後，會使得地層內部孔隙水/裂隙水壓力增大，降低了地層的有效摩擦力，從而在擠壓狀態不變的情況下，也能發生地震。

上面這些過程，雖然我用的是文字來定性描述，但其實，現在都在儘力用數學物理公式來定量表述，從而發展起來了岩石物理學和地球動力學等分支。其中，岩石物理學，旨在實驗室或者野外原位條件下獲取岩石在不同條件下（比如不同溫度、壓力、飽水度等）的各種物理性質（比如力學強度），然後基於這些基本岩石物性參數，放入地球動力學模型，進行數值模擬，來研究地層在各種構造擠壓條件、及天體間引力作用對地球所產生的固體潮下，其內部應力狀態隨時間如何演化，達到什麼條件就開始破裂等過程。（當然，這裡只是地球動力學在實際應用中的一個方面而已）。

因此，我是相信，隨著大家對地球內部成分、結構等全面探測與認識，對實際地質問題有一個很接近實際的約束後，再結合地球動力學和數值計算，是能夠很好的了解清楚：地層從開始受擠壓後，其內部應力及其他地球物理和地球化學場隨時間演化的過程。

當然，這個過程，不是你我一兩句話就做到了，而是需要幾代或者更長時間，全球科技工作者共同體，共同努力，才可能攻克的。

理解不到位或有誤的地方，歡迎大家使勁拍磚！！！

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