地壳变形83一、概述.PDF

地壳变形 DIQIAOBIANXING 一、概述 地震成因是地震学科中的一个重大课题，目前有大陆漂移学说、海底扩张学 说等，现在比较流行的是板块构造学说，它是大陆漂移、海底扩张等学说的综合 与延伸。科技的不断发展使人类逐步认识到地震是一种自然现象。岩石层板块的 相对运动和相互作用，使地壳中的局部岩石受长期积累的力的作用，当岩石不能 承受压力，突然发生破裂时便形成地震（图4.1）。 图4.1 地震成因示意图 用于地震预报领域的地壳形变观测，是为了描述和捕捉地震前地壳岩石变形 特征的物理观测技术与方法，是研究地球（或岩石圈）表面的质点及其相互作用 在一定的时、空域内运动与变化的规律、成因和机制的科学。地壳形变观测的研 究对象是秒至百年时间尺度的现今地壳运动问题；其研究内容包括大地形变的几 何学、运动学以及动力学等问题；其研究方法应该是野外实际观测、室内物理和 数值模拟实验与理论分析研究相结合。 地震的孕育与发生归根结底是一个力学过程。其本质是地球内部各种运动过 程产生的力与岩石介质的力学性质以及地表质点位移三者间的相互关系。为了描 述地震前后地表上某一点的运动特征，我们可以通过建立地壳运动观测（主要为 全球定位系统或GPS）进行测定；为了描述地震前后地壳的受力情况，我们可以 83 地震9.28.indd 83 12-10-10 上午9:48 地震监测——人类认识地震奥秘的金钥匙 DIZHENJIANCE—RENLEIRENSHIDIZHENDEJINYAOSHI 通过建立地表应力、应变观测进行测定；为了描述地震前后地表倾斜状态，我们 可以通过地倾斜观测进行测定。 二、地壳运动观测 20世纪50年代末，苏联发射了人类第一颗人造地球卫星，美国科学家在对其 的跟踪研究中，发现了多普勒频移现象，并利用该原理促成了多普勒卫星导航定位 系统（TRANSIT）的建成，在军事和民用方面取得了成功，它是导航定位史上的一 次飞跃。但由于多普勒卫星轨道高度低、信号载波频率低，轨道精度难以提高，使 得定位精度较低，不能满足大地测量或工程测量的要求，更不可能用于天文地球 动力学研究。为了提高卫星定位的精度，美国从1973 年开始筹建全球定位系统GPS （Global Positioning System)。在经过了方案论证、系统试验阶段后，于1989年开始正 式发射工作卫星，并于1 4年全部建成并投入使用。GPS系统的空间部分由24颗卫 星组成，均匀分布在6个轨道面上，地面高度为20000余千米，轨道倾角为55度，卫 星运行周期约为12小时，卫星向地面发射两个波段的载波信号，载波信号频率分别 为1575.442兆赫兹（L1波段）和1227.6兆赫兹（L2波段），卫星上安装了精度很高 的原子钟，以确保频率的稳定性，在载波上调制有表示卫星位置的广播星历，用于 测距的C/A码和P码，以及其他系统信息，能在全球范围内向任意多用户提供高精度 的、全天候的、连续的、实时的授时、定位和测速。 国际GPS大地测量和地球动力学服务（IGS）自1 2年起，已在全球建立了多个 数据存储及处理中心和百余个常年观测的台站，我国也设立了上海余山、武