论文标题： International Correlation Research Program: Cross-Fault Measurement for Earthquake Prediction

期刊：Engineering

DOI：https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.016

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地震作为人类面临的重大自然灾害之一，其突发性和强大破坏力给全球带来了沉重灾难。据统计，90% 以上的自然地震源于地震断层，而全球多数地震集中在板块交界处，如环太平洋和欧亚地震带。长期以来，地震预测一直是国际科学界的难题，1997 年《科学》杂志发表的《地震无法预测》一文曾代表了当时的主流观点。然而，各国科学家从未停止探索地震发生机制和预测方法的脚步。

由中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室何满潮院士带领的科研团队在中国工程院院刊《Engineering》上发表了题为“International Correlation Research Program: Cross-Fault Measurement for Earthquake Prediction”（国际对比研究计划 —— 面向地震预测的跨断层测量）的观点述评文章。文章聚焦地震预测这一极具挑战性的领域，深入探讨了跨断层测量在地震研究中的关键意义和应用前景。何满潮院士团队通过长期的研究和实践，揭示了地震与滑坡灾害在力学本质上的相似性，创新性地提出了双体灾变力学模型，为地震断层活动的监测和分析提供了新的理论基础。

通过对地震和滑坡两种地质灾害的深入研究，发现它们的本质遵循牛顿第二定律，即两侧岩体相互运动的力为 “牛顿力”。在滑坡灾害研究中，2008 年该团队基于龙门山断裂带特征模型开发的室内物理模拟系统，发现地震发生时断层带牛顿力会突然下降。这一现象在大量室内实验中得到证实，并进一步发展为双体灾变力学模型（DBM）。DBM 通过引入人工力学系统（AMS）解决了自然力学系统（NMS）中牛顿力难以测量的问题，为研究板块运动动态特征提供了新途径。

图1. 地震断层跨断层测量特征。(a)汶川地震物理模型实验的牛顿力监测(WFZ:汶川断层带; LFZ:龙门山断层带; WMF:汶川-茂汶断层; BYF:北川-映秀断层; AGF:安县-冠县断层)。 (b)牛顿力变化规律示意图。 (c)边坡工程中牛顿力监测点监测[黄色圆圈:黄色预警时间 (2019-7-24 04:15); 橙色圆圈:橙色预警时间(2019-7-24 17:07); 红色圆圈:红色预警时间(2019-7-27 14:48); 黑色圆圈:滑坡时间(2019-7-28 10: 29); (d)预警时间与滑坡岩体质量的关系。

在滑坡灾害防治方面，研究团队将牛顿力监测预警系统推广至全国 26 个示范区的 598 个监测点，覆盖采矿、水利、交通等领域。基于实验和监测结果提出的滑坡灾害牛顿力监测预警等级，已成功预警 13 次滑坡，预警时间与滑坡岩体质量呈正相关，有效挽救了众多生命和财产，为跨断层测量和地震预测提供了有力依据。

截至 2022 年，我国在主要地震带建立了 10 个跨断层牛顿力监测点。在此基础上，由我国研究团队发起，中国、美国、日本等国科学家共同参与，经国际地质灾害与减灾协会（ICGdR）批准，“面向地震预测的跨断层测量” 国际对比研究计划（ICRP）正式成立。该计划旨在按照统一测量内容、设备、方法和标准的原则，在世界主要地震带开展跨断层测量，测量参数包括牛顿力、地应力、次声、光纤应变和地壳变形等。通过共享测量数据，对比分析不同地区板块运动特征，有望揭示板块运动破坏的科学规律，实现短期地震预测，提升全球地震预测技术水平，为应对地震灾害带来新的希望。各国科学家将携手合作，共同为地震预测这一全球性挑战贡献智慧和力量。

文章信息：

Manchao He, Qiru Sui, Zhigang Tao,. International Correlation Research Program: Cross-Fault Measurement for Earthquake Prediction. Engineering, 2023, 31(12): 15–18 https://doi.org/10.1016/j.eng.2023.03.016

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https://www.engineering.org.cn/engi/EN/10.1016/j.eng.2023.03.016

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