地球自转速率变化对地震诱发作用研究*

魏二虎 李智强 殷志祥

1)武汉大学测绘学院，武汉 430079

2)武汉大学地球空间环境与大地测量教育部重点实验室，武汉430079

Wei Erhu1，2)，Li Zhiqiang1)and Yin Zhixiang1)

1)School of Geodesy and Geomatics，Wuhan University，Wuhan 430079

2)Key Laboratory of Geospace Environment and Geodesy，Ministry of Education，Wuhan University，Wuhan 430079

1 引言

地震是地壳快速释放能量的过程，全球每年发生约五百五十万次，且常常造成严重的人员伤亡，因此研究地震诱发机制显得尤为重要。其中地球自转与地震之间的关系一直受到科学家的关注［1－10］。但早先的研究都只在一定程度上得出地球自转与地震存在相关性，几乎都为定性的结论。同时，地震活动强弱变化与地球自转的关系以及地球自转速率变化对地震的诱发作用很少被注意到。

本文对全球范围内1973-01-01—2012-12-30日里氏7.0 以上地震活动、地震与地球自转相互关系的研究表明，地球自转速率变化对地震有明显的诱发作用。

2 资料处理

研究数据来源于美国地震信息中心［11］。

根据文献［12］，地球自转速率ω 与日长(LOD，Length of Day)的关系为:

式中，名义转速ΩN=72 921 151.467 064 1e－12rad/s，T=86 400 s TAI。

根据文献［12］，地球绕自转轴以角速度ω 匀速自转时，地壳中质量为m 的块体上有垂直地球自转轴的惯性离心力F，F 在径向的分力为

F 指向赤道的径向水平分力

地球变速自转中，地壳中质量为m 的块体由于受控于来自地幔的加速或减速纬向主动转动作用力τ 的作用，还产生一指向地球自转方向的纬向切线加速度aτ，因之还有一与τ 等值反向的纬向水平惯性力maτ，并有

式中，x 为块体与地球自转轴距离，φ 为块体地理纬度，m 为惯性质量，ξ 为地球自转角加速度。

考虑上述情况，可以发现地球自转速率变化产生的附加力是以ω2的变化率予以体现，而ω 与LOD 存在相关性为－1 的线性关系，因此可以用LOD2对时间MJD 的导数表示。……