9月4日（星期三）消息，国外知名 科学 网站的主要内容如下：
《自然》网站（www.nature.com）
人工智能正在帮助我们进一步理解气味
我们理解气味所面临的一个主要问题是，分子的 化学 结构几乎不能揭示它的气味。两种结构非常相似的化学物质闻起来却截然不同，而两种完全不同的化学结构却可能产生几乎相同的气味。另一个难题是理清气味之间的关联。视觉有一个简单的光谱调色板：红、绿、蓝和所有的中间颜色；声音有频率和音量。而气味却没有明显的参数，这使得预测嗅觉成为一项挑战。
然而，随着结构生物学、数据分析和人工智能（AI）的进步，这一局面开始发生改变。许多科学家希望，通过破解嗅觉密码，可以帮助他们了解动物如何利用这种基本的感觉来寻找食物或配偶，以及它如何影响记忆、情绪、压力、食欲等。
另一些科学家正试图将气味数字化，开发新技术：用于根据气味诊断疾病的设备；更好、更安全的驱虫剂；以及为价值300亿美元的香精和香水市场提供价格更为亲民或更加有效的香气分子。至少已有20家初创公司正尝试制造可用于健康和公共安全的电子鼻。
研究人员已经提出了一些计算模型，试图将化学结构与气味联系起来，但现有模型往往基于相当狭窄的数据集，或者只能在气味被校准为相同的感知强度时做出预测。2020年，一支研究团队报告了一种模型，该模型能够预测现实世界中混合气味的相似度，并成功识别出玫瑰与紫罗兰气味的相似性。
《科学》网站（www.science.org）
地震可能促进 地壳 中黄金的形成
长期以来，科学家们一直对地壳中如何形成大块黄金感到困惑。最近发表在《自然地球科学》（Nature Geoscience）上的一项研究表明，地震可能会使石英产生电荷，从而使自由悬浮的金颗粒聚集在一起，形成勘探者梦寐以求的金块。
这一效应目前只在实验室中被观察到，是否能在现实条件下形成大量金矿仍需进一步研究。
大多数大块金块都是在石英矿脉中被发现的，石英是地壳中常见的 矿物 。科学家们早已知道，富含金的热液通过数千次地震造成的裂缝渗透进石英脉中。
然而，黄金并不易溶解，意味着它在热液中的含量很低。科学家们一直无法解释，这些金粒是如何在一个地方开始聚集，最终形成重达数百公斤的金块的。
澳大利亚莫纳什大学的研究人员猜测，电可能是答案。石英是一种压电材料，当受到机械应力时，它会产生电荷——这一特性使它在手表和电子设备中有重要应用。电荷也可以使流体中的金离子获得电子，从而生成固态金。
这些固体金可以在石英的电场中作为导体，吸引更多金离子聚集在同一位置，最终形成金块。实验显示，即使对石英施加适度的压力，也会导致金在晶体表面积聚。研究人员指出，随着时间的推移，这些金粒会逐渐聚集变大。
此外，研究人员指出，积累的黄金会加强电反应，促进金块形成过程。
《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）
研究人员开发了一种工具，可测量人体肠道 微生物 群的健康状况
美国妙佑医疗国际（Mayo Clinic）的一组研究人员开发了一种创新的计算工具，可通过分析肠道微生物群来评估人体的整体健康。肠道微生物群是消化系统中由数万亿细菌、真菌、病毒及其他微生物构成的复杂生态系统。
在《自然通讯》（Nature Communications）上发表的最新研究中，该工具能够以至少80%的准确率区分健康个体和患病个体。该工具通过分析来自不同疾病、地理区域和人口群体的8000多个粪便样本开发而成。
这一工具名为“肠道微生物群健康指数”，可以检测肠道健康的细微变化，帮助判断个体是否患病或处于康复状态。
研究人员通过识别关键的微生物种类、选择最相关的特征并优化机器学习模型，开发了这一工具。最终结果是一个能够筛选肠道样本并量化其健康程度的指数。
该团队还在各种临床情况下测试了其工具，包括接受过粪便微生物群移植的人，以及改变膳食纤维摄入量或接触抗生素的人，以证明其检测肠道健康变化的能力。
《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）
1、突破性超声设备在临床试验中成功治疗慢性疼痛
疼痛是人体重要的生物预警系统，但多种原因可能导致这些信号失灵。对于慢性疼痛患者，问题常常源于大脑深处错误的信号，这些信号引发了对已愈合的伤口、截肢或其他复杂难解情况的错误警报。
患者们一直在寻找新的治疗方案。如今，美国犹他大学开发的一种名为 Diadem 的新型生物医学设备，可能为这种长期问题提供了一个实用的解决方案。
Diadem 利用超声波非侵入性地刺激大脑深层区域，潜在地阻断导致慢性疼痛的错误信号。该方法基于神经调节技术，直接调控特定大脑回路的活动。相比之下，传统的神经调节方法，如电流或磁场，难以有效地作用于研究人员当前实验中的大脑结构——前扣带皮层。
研究人员在初步功能性核磁共振扫描后，调整了Diadem的超声波发射器，以修正声波在头骨及其他大脑结构中的偏离。该研究成果发表在《自然通信工程》（Nature Communications Engineering）杂志上。
目前，研究团队正准备进入三期临床试验，这是美国食品和药物管理局（FDA）批准 Diadem 用于大众治疗的最后阶段。
2、大自然的意外法则：过多和谐会导致混乱
达尔文曾困惑于自然界的合作行为——这种行为似乎违背了自然选择和适者生存的观念。然而，过去几十年里，进化数学家们利用博弈论更好地理解了进化为何在支持自私行为的同时，仍然保留了合作的存在。
在基本层面上，合作只有在成本低、收益大的情况下才会兴盛。当合作变得过于昂贵，它便会消失——至少在纯数学领域如此。物种间的共生关系，如传粉者与植物间的相互依赖，也遵循类似的模式。
不过，发表在《PNAS Nexus》期刊上的新模型为这一理论增加了一个新的复杂维度。研究表明，哪怕在理论上适宜繁荣的环境中，物种间的合作也可能会崩溃。
加拿大不列颠哥伦比亚大学的一组进化动力学数学家开发了这一模型。他们表示：“当我们在模型中优化合作条件时，两个物种的互惠行为频率如预期增加。”
“然而，在我们的模拟中，当合作频率接近50%时，突然出现了分裂。在一个物种中，更多合集中，而在另一个物种中，不对称性随着条件改善而加剧。”
虽然先前已经有“合作对称性破坏”的模型存在，但这一新模型首次允许每个群体的个体以更自然的方式互动和联合。
3、科学家开发新的分子策略，突破电子小型化障碍
随着电子设备越来越小，物理尺寸的限制开始阻碍摩尔定律的持续应用，即硅基微芯片晶体管密度每两年翻一番。分子电子学利用单个分子作为电子器件的基本组件，为进一步缩小电子设备提供了可能。
分子电子设备需要精确控制电流流动，但单分子组件的动态特性会影响器件的性能和一致性。
美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员提出了一种独特的策略，通过使用具有刚性骨架的分子——即形状持久的阶梯型分子，来控制分子的电导。此外，他们还展示了一种简单的“一锅法”合成这些分子。此策略也成功应用于蝴蝶状分子的合成，展示了其在控制分子电导上的普遍适用性。
阶梯型分子由不间断的化学环序列构成，环之间至少有两个共享原子，使分子“锁定”在特定构象中。这一结构提供了形状的持久性，并限制了分子的旋转运动，从而最小化了电导的变化。
为了优化此类分子的电导特性，研究小组开发了一种“一锅”合成方法，能够产生化学上多样化的带电阶梯分子。与传统的合成方法相比，该方法所需的起始材料更简单且易于商业获取。
此外，研究团队还通过设计、合成和表征蝴蝶状分子，验证了这种形状持久分子的广泛应用性。（刘春）
地震成因的震电说
据科学推算，地核的温度可达到6000K，与地壳的温度差大约是5000多K。 这种情况下，熔岩原子中的最外层电子受热会脱离“能级”的束缚，变成自由电子。 这些自由电子将趋向低温部形成负电层，则地壳下面必然要形成“温差电场”。 在电场的感应中，地壳层中某些矿层会存在局部电场，这种感应电场早在1830年就被人发现过，当时的英国科学家福克斯（）等人就在地下黄铜矿上检测到了这种自然电场。 这些电场在积累到一定程度时，其电场力会与重力形成合力而导致“重力异常”，其电离作用会在地表空气中产生“电离光”，受这种电场影响，大气电场会失去平衡，而导致怪风怪雨怪雪等异常气候。 当这些局部电场的相对电势（电压）积累达到一定值时（或者有水渗入电场间，破坏了介质的电阻率），电场会将其中的绝缘层击穿，产生剧烈的地下雷暴。 这种地下雷暴瞬间释放的能量可与核爆的能量相当，具有很大的破坏性，不仅可以破坏地层结构，造成岩层破裂，而且会形成纵波和横波在地层中向四周传播，造成地表建筑物毁坏，甚至会造成山崩。 ——这就是破坏性地震的真实成因，大量的临震现象对此提供了证据：1 、“地声”和“地震光”的验证有科研部门证实，在雷雨云上方，常会看到与地震光相同的“电离光”，科学界称之为“红色精灵”、或“高空雷闪”，它们与临震区产生的“地震光”是相同的。 在大气层中发生的雷电从直观上分为三种：一种是只有雷声，看不见闪电，即“沉雷”；另一种是只见到闪电，听不到雷声，即“干闪电”，第三种是声与光现象先后并发，即“雷闪”。 因此，临震区发出的“地声”和 “地震光”都是地下雷电的最直观的验证。 2、“地磁异常”的验证麦克斯韦的电磁理论表述了电与磁之间的联系:运动的电场产生磁场，运动的磁场产生电场，这已由磁电机提供最可靠的证明。 临震区地表出现“磁场异常”，如指南针乱转、磁铁失力等，还有地下金属物放出火花等，都表明地下有庞大的电场运动，这是对地下雷电的另一个有力的验证。 3 、重力异常的验证地震部门的先进仪器发现，在大地震发生前，地表面重力会出现异常，众所周知，电场对中性体普遍具有吸引力，地表存在重力异常，表明地下存在局部强静电场，其引力可直达地表以上，与重力成为合力，从而导致重力异常。 这是对地下电场的验证，也是地下雷电的重要证据。 4 、“气候异常”的验证地震前伴随的气候异常总是让地震学科的研究人员百思不解，地层的机械运动如何能够影响大气呢？事实上，气候异常恰恰证明了地震是一种雷电现象。 地下电场的变化必然影响大气电场的变化，大气中的电离子会出现不平衡态，导致水分子的“凝结核”增多，进一步造成大气压的变化，怪雨、怪雪、怪风等现象的产生也是对地下雷电的有力验证。 5、“水库地震”的验证水库地震与水库蓄水的过程有着密切的联系，水库刚积水时，无震或发生小震，水满后发生大震，以后逐渐减弱甚至消失。 比如：1962年3月19日发生在中国新丰江的6.4级地震，1967年修建在印度德干高原的戈伊纳水库地震。 而且，将水人为地注入地下深处也会发生地震。 注水地震的发生次数随着注水的增减而增减，注水停止后，地震现象也停止了。 这都是因为水在渗入地层深处后使地层的电阻率发生了变化，导致异性的电场间发生了放电现象。 它是对地下雷电的又一个验证。 6、电离层“电扰”的验证近年来，多个国家的宇航部门经过大量的观测证实，大地震临震区对应的大气电离层会出现“电扰现象”，这种现象与电离层下面的“雷雨过境”具有相同的特征，这足以证明地震是大范围、大规模的地下雷暴。 7、次声波传播情况的验证较大的地震发生后，会产生绕地球周转的“次声波”，这种波的特征与核爆炸产生绕地球周转的次声波完全相同，这可以表明地震是一种剧烈爆炸现象，而绝不可能是岩层“错动”、“断裂”现象。 透过现象看本质，关于地震成因的判断，必须建立在全部临震现象上，只要有一种现象与理论不符，这个理论都必须重新审视。 我们研究科学，理论是主观的是可以更改的，而现象是客观的是不可更改的。 理论必须服从于现象，而不能让现象牵强地服从理论。 “震电说”是根据大量临震现象综合而来的，理论与实际符合得很好。 地球物理学家撰写的论文“地震的预测与消减方法”，文章首先通过大量的观测事实和中国2008年四川汶川大地震的实际钻探结果说明：地震是一种由构造运动激发引起的地下累积负电荷泄露造成的放电现象（类似地下雷电），这种放电引起了强烈的地震波能量释放（强震的主要能量来源），并产生一系列的热量释放和地下聚集的气体和流体释放等。 形象地比喻就好像手枪发射子弹，直接导致地震发生的往往是构造运动，断裂构造突然活动好比手枪的扳机激发，而真正的地震能量释放好比子弹内火药的爆炸，而最终形成的流体释放好比子弹射出后冒出的白烟。 然后给出了地震的成因机制分析，说明这些聚集于地球浅部的电荷主要来源于地球深部的高温高压下元素转换所发生的电（核）化学过程。 紧接着给出了利用遥感、地面、地下“三位一体”的地震预测方法，分别测量电磁场变化、热红外异常、多种流体及地应力异常变化等，理论上可以准确地预测较大地震，因为较大的地震震前往往会有地下聚集电荷的泄露（可以理解为地下圈闭密封不好）。 最后给出了地震的预防和消减方法，即通过深钻灌注卤水（盐水）的方法对地下累积电荷进行缓慢放电，避免累积电荷集中放电的现象发生（即地震的主要能量来源）。 就好比给地下深处安装了一个地下避雷针（形象地比喻是地球“打针”，因为地球也有生病发生颤抖的时候），从原理上讲，在地震经常发生的地区只要有足够数量的深钻灌注井就可以预防较大地震的发生。
加卸载响应比理论——一种预测地震及其他地质灾害的新理论
尹祥础
（中国地震局分析预报中心，北京 ）
王裕仓
（中国科学院力学研究所非线性连续介质力学开放实验室（LNM），北京 ）
摘要 由于损伤过程的不可逆性，当孕震区介质受到损伤后，其对加载的响应将不同于卸载响应。加载响应与卸载响应的比Y（称之为加卸载响应比，英文为Load/Unload Response Ratio简称LURR）可以度量孕震区介质的损伤程度或接近失稳的程度，因而可以作为一种地震预测的新途径。对数百个地震震例的检验（震级从4级到8.6级）表明：在主震发生前的一段时间里，Y值显著大于1。而对于7个稳定区（指在较长时期内未发生过强震，而小震资料又较丰富的地区），在长达20年的时间内，Y值始终在1附近作轻微的起伏。近年来，利用本方法对发生在中国大陆的十几次中强地震及美国北岭地震（1994.1.17,M =6.7）与日本关东地区地震（1996.09.11,M =6.6）作出了成功的中期预测。
关键词 地震预报 加卸载响应比理论
1 引言
地震的物理实质是什么？从力学的观点看，它正是震源区介质（岩体）的损伤与快速破坏（失稳）过程，并伴随应力与应变能的快速释放。 让我们研究孕震区（含断层或弱化区的岩体）在高温高压下的本构关系，如图1所示。 图1中纵坐标为广义载荷P，而横坐标为对于载荷P的响应R。
我们首先定义如下两个参数：响应率X与加卸载响应比Y。
响应率X定义为：
第30届国际地质大会论文集 第5卷 现代岩石圈运动 地震地质
式中：△P表示载荷增量，而△R表示相当于△P的响应增量。
加卸载响应比Y定义为：
第30届国际地质大会论文集 第5卷 现代岩石圈运动 地震地质
式中：X 、X 分别表示在加载及卸载条件下的响应率。
众所周知，材料若处于弹性阶段（图1中的OA段），加载时（△P＞0）的响应率X﹢，将等于卸载时（△P＜0）的响应率，即Y=1。但是若应力超过弹性后，X ＞X ，因而Y＞1。当材料逐步趋向破裂时，Y值也随之逐渐增大。当趋近于图1中的顶点T时，X 趋于无限大；而X 仍保持为有限值，因而Y值也将趋于无穷。所以顶点T可以作为预测失稳的前兆点。
图1 震源区的本构关系
从损伤力学的观点看，地震孕育过程就是孕震区介质的损伤过程。因此有希望采用损伤力学中的损伤参数D来定量地刻划地震的孕育进程。损伤D有多种方法定义。最直接的一种是用弹性模量（4阶张量）的变化来定义D。为简单起见，有时只用弹性模量张量的一个分量来定义D。例如Lamaitre 定义D为：
第30届国际地质大会论文集 第5卷 现代岩石圈运动 地震地质
式中：E 为未损伤材料的杨氏模量，E为已损伤材料的杨氏模量。如果卸载时的模量为E ，则（3）式可表示为：
第30届国际地质大会论文集 第5卷 现代岩石圈运动 地震地质
式（4）意味着D与Y之间存在着密切的内在关系。 也就是说，Y也可以作为孕震区损伤程度的度量。
即使损伤D不按式（3）而另行定义，D与Y之间仍然会存在内在关系。这就明参数Y可以定量地刻划地震孕育进程，因而可以作为地震预报的定量前兆 [11～18,24～27] 。
要用加卸载响应比理论进行地震预报，必须首先解决几个主要问题。 一是如何对地球进行加载与卸载，以及如何判别加载与卸载。 其次是怎样选择合适的参数作为响应。 以下分别讨论这几个问题。
（1）如何对地壳块体进行加卸载？
孕震区的线性尺度可以达到几百甚至上千千米。 对其进行加卸载的方法之一是利用潮汐应力。 潮汐力不断地周期性地变化。 也就是说它对地球的各部分不停地进行加载与卸载。
（2）用什么准则判定加载与卸载？
加载与卸载问题，在塑性力学中有详细的讨论。对于不同的材料应选择不同的准则。对塑性较好的多种金属（如低中碳钢、铝等）Von Mesis准则比较适用；而对地质材料的破坏，则Coulumb准则 更适合。我们在文献[12,13,24,26]中对此作了详细的研究与论述。请参阅上述文献，本文不再赘述。
（3）选择什么参数作为计算Y值的响应
地壳形变、井水水位、地震活动性及其他震源参数以及许多其他地球物理参数都可以作为响应，用于计算Y值。从“八五”期间起，我们与国内外许多地球物理学家合作，开展了多学科的研究，国家科委、国家地震局的“八五”、“九五”攻关项目中，均安排了相应的项目，同时还得到了国家自然基金会及地震科学基金会的支持，取得了比较多的成果 [1,4～6,10,19] 。在本文中主要介绍以地震能量为响应的加卸载响应YE（在本文中很少涉及其他参数的加卸载响应比，所以仍以Y代替Y ）。Y定义为：
第30届国际地质大会论文集 第5卷 现代岩石圈运动 地震地质
式中：E为地震能量，符号“＋”“－”分别表示加载与卸载，N 、N 分别表示在规定的时空范围内发生的加载地震及卸载地震（在加载时段内及卸载时段内发生的地震，在以往的文献中，有时也简称为正地震及负地震）的数目，m为常数，取为0、1/3、1/2、2/3及1。m=1时，Y为所有正地震能量之和与负地震能量之比；m=1/2,E 为贝尼奥夫应变；m=1/3及2/3时，E 分别表示震源的线尺度及面尺度；当m=0时，Y=N﹢/N﹣，即正、负地震数1之比。在本文中恒取m=1/2。
取一定的时、空范围（例如2°×2°，几个月至1年），按式（5），计算出一个Y值。 利用该区域Y值随时间的变化，可能预测出该区域内未来发生地震的危险程度。
2 震例检验
我们用国内外数百个已发生的地震，对LURR理论进行了广泛的震例检验，震级范围从M =4到M =8.6。检验的结果是满意的 [13,16,24,26] 。以下是1970～1992年期间发生在中国大陆的10个大地震（M ≥7）的孕震区LURR随时间的变化情况（图2）。
在这段时间内，中国大陆共发生M >7级以上地震13个，其中有3个地震（青海地震、通海地震及西藏亦基台错地震）因数据太少无法利用它们计算LURR之外，对其他10个大震全部进行了研究，地震前各孕震区Y随时间的变化示于图2，山图可知，10个震例中，有9个震例，在震前Y明显大于1,Y>1的时间大约持续1～3年。
除了较系统地研究了中国大陆的震例（4≤M ≤8.6）外，根据我们所能得到的资料还研究了日本、美国和其他国家的若干震例。都取得了好的结果 [13,18,26] 。
此外，我们选择了中国大陆的7个区域作对比研究，这7个区域在历史上曾发生过强震，但近20多年来，地震活动性较低，没有发生过中强地震，处于低地震活动期。 其LURR的变化情况（图3）与图2形成强烈的对比，在所有这7个区域里，在20多年（1970～1992）的时间里，其Y值均在1附近作轻微起伏。
图2 1970～1992年中国大陆所有7级以上大地震前Y随时间的变化曲线
a—1973.02.06四川炉霍地震（M =7.6）;b—1974.05.11云南永善地震（M =7.1）;c—1974.08.11新疆乌恰地震（M =7.3）;d—1975.02.04辽宁海城地震（M =7.3）;e—1976.05.29云南龙陵地震（M =7.4）;f—1976.07.28河北唐山地震（M =7.8）;g—1976.08.16四川松潘地震（M =7.2）；h—1985.08.23新疆乌恰地震（M =7.1）;i—1988.11.06云南澜沧地震（M =7.6）;j—1990.04.26青海共和地震（M =7.0）
图3 1970～1992年间，7个平静区的Y-t曲线
a—郯庐断裂带南段（35.5°N士1°，118°E±1°）;b—陕北（40.5°N±1°，119°E±1°）;c—川东（31.0°N±1°，118E士1°）；d—鲁北（37.0°N±1°，119°E±1°）;e—鲁西（37.0°N士1°，118°E±1°）;f—豫北（35.0°N±1°，113°E±1°）;g—鲁南（35.0°N士1°，117°E±1°）
3 地震预报实践
近年来我们尝试用本方法进行地震预报，多次成功对发生在中国大陆的6级以上地震成功地作出了中期预报 [5,7,15～18] 。此外，还成功地预报了1994年1月17日的美国北岭地震[5.24]及1996年9月11日的日本千叶地震 。部分被预测的地震震前的Y-t曲线示于图4。
以下对其中几个典型地震的预测情况略作说明。
1993年夏初，我们得到由USGS所属NEIC（美国国家地震信息中心）供给的加利福尼亚州地震目录，利用此目录研究了该州的加卸载响应比，发现其中有3个地区在较长的时间（长于一年）内Y值显著大于1。经研究后，于1993年10月28日写信给提供我们数据的那位科学家（ISOP项目的负责人），在信中提供了分区的加卸载响应比结果，并且预测：在其中3个区域或其附近，在一年内（1993.10.28～1994.10.28）可能发生中强地震（7>M≥6）。在预测后不到3个月，1994年1月17日发生北岭地震（图4e），发生在预测的一个地区的边缘。再后，1994年9月12日，在另两个地区的中间发生一个M =6.0级地震。
图4 用LURR理论成功地预测的某些中外地震的震前Y-t曲线
a—1991.03.26山西大同地震（M =6.1）;b—1993.01.27云南普洱地震（M =6.3）;c—1993.10.26青海共和地震（M =6.0）;d—1994.01.03青海共和地震（M =6.0）;e—1994.01.17美国北岭地震（M =6.7）;f—1996.09.11日本千叶地震（M =6.6）
1996年春，应日本气象厅科学家的要求对日本的关东地区，和歌山地区及兵库地区的加卸载响应比进行了分析研究（资料由对方提供），研究后得到几点结果：①关东地区（按对方提供资料的范围为了35°～36°N,139°～141°E）在一年内发生M =6级地震可能性很大；②和歌山地区在近期内不会发生中强以上地震（对方原来预计此地区危险性很高）；③1995.01.17神户地震前，加卸载响应比异常很显著。我们于1996年4月1日将有关结果传真给了对方科学家，同时写成论文 于1996年5月间投《中国地震》（季刊）。该文于《中国地震》中文版1996年第三期（1996年9月初出版）及英文版（由美国Allerton出版公司出版）第四期刊出。其后，在1996年9月11日发出了M =6.6级千叶地震（35.5°N,140.9°E）。
关于国内的地震预测只讨论一个震例——1994年12月31日的广西北部湾地震（M =6.1）。
1993年底我们在“1994年中国大陆地震趋势研究”的报道中将广西沿海地区列为地震危险区 。直至于1994年11月分析预报中心召开会商会时，该区未发生过任何中强地震，但当我们研究1992.09.01～1994.08.31时段中国大陆LURR的空间分布时，发现该区域的Y值异常仍非常突出 ，因此我们认为该区域仍可能在年内发生强烈地震，结果在1994年最后一天发生了北部湾M =6.1级地震，并于1995年1月10日再次发生M =6.2级地震。
以上震例是成功的例子，但也有些Y值较高的区域，在预测的时段内并未发生强烈地震。 这些区域在一定时段内加卸载响应比升高，说明该区域的地震孕育过程正在进行，但随后却可能发生了卸载使地震孕育过程推迟甚至中断，对于这种情况，如何判别是以后要着力研究的课题。
4 加卸载响应比的时空演化特征
大量的震例研究表明，LURR的空间分布图像是很复杂的。当一个地区未来要发生强烈地震前，将出现一系列高Y值区，这些高Y值区往往连成一个环状，形成面包圈图像 ，大部分未来的地震将会在发生面包圈内或其邻域。图5是1979.03.14云南普洱M =7.0级地震震前一年间该区域内Y值的空间分布。由图可见，高Y值区围绕着未来的震中形成一个面积约为5°×5°的面包圈。将LURR的空间分布作成立体图，每一个高Y值区形成一个高峰，很多个高Y值区就形成群峰突起的图像。形成鲜明对比的是，在地震活动性低（指未发生强震）的区域内，Y值在1°上下轻微起伏，所以LURR的空间分布立体图就像平原地区的地形，我们形象地称这种图像为“一马平川”。
图5 1979.03.14云南普洱M =7.0级地震震前一年时段内，Y=2.0的等值线图图中符号代表未来的震中
对于同一地区，在地震孕育过程中，不同时段的LURR空间分布图像是不同的，也就是说，空间分布图像随时间发生变化。我们发现一个非常有趣的现象：即强震前多个高Y区向未来的震中迁移，称之为高Y值区的会聚现象 。
研究了1970年后中国大陆的12个M ≥7.0大震 。12个震例中，有11个发现了会聚现象，且未来的震中处于面包圈内，只有1992.04.23中缅边界上的M =7.0级地震，未来的震中处于面包圈外，距圈的外边界约50km。这可能与该地震发生在两国边境地区，缅甸一侧的数据不好收集有关。
进一步，我们还发现：强震发生前，高Y值区迁移速度在同一地区，近似不变，大致为100km/a的量级。但不同地区的迁移速度有所差异 。
Scholz曾经撰文说，华北地区的形变锋（deformation front）传播速度约为150km/a,Press和Allen则观测到美国南加州地区的形变波（deformotion wave）速度为100km/a。 这三者在物理上是有关系的，而且其数值在数量级上也是彼此相符的。
5 展望
前已述及，除了地震能量外，其他许多有关的地球物理参数（如地下水位、地壳体应变、地倾斜、地磁参数、尾波Q…）均可选择为响应，进行加卸载响应比的研究 [1,2,4,10] 。图6为取尾波Q值的例数作为响应，计算LURR—Y 的例子。图6所示为美国加利福尼亚州南部北岭地震（1994.01.17,M =6.6）前该区Y 随时间的变化情况，将它与图4e作比较后可以看出，二者在定性上是一致的。
图6 美国加利福尼亚州南部北岭地震的Y 变化图
对同一时空域用众多的参数可以计算出众多的LURR值，然后进行综合预报，必然会提高用加卸载响应比理论进行地震预报的精度。
简而言之，加卸载响应比理论可能为地震预报开辟了一条新途径。现在国内地震界有不少人在研究，应用与改善它 。
近来通过研究，表明北京地区的有感地震（指6＞M≥4）前 甚至北京地区的矿震（M＞2）前，Y值也有较明显的升高。这说明，除天然地震外，对于诱发地震（矿震、水库地震 …）以及某些其他地震灾害（如岩爆、滑坡、火山喷发…），也可能用LURR理论进行预测。
致谢 谨向傅承义、Keiti Aki、秦馨菱、王仁、陈章立、何永年、葛治州、陈鑫连、梅世蓉、罗灼礼、张国民、李宣瑚、张伯民教授及、、博士致以诚挚的谢意，感谢他们多方面的支持与帮助。
本项目得到国家自然基金会（批准号 ）、国家科委及国家地震局“八五”及“九五”攻关项目、地震学基金会以及中国科学院LNM开放实验室（Lab of Nonlinear Mechanics of Continuous Media,Institute of Mechanics）的资助。
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地震的科学解释是什么？
随着科学和技术的进步，大量的实证数据使得地震研究逐渐成为一门系统、完善的科学，现代人对地震做出了更接近真相的解释。 现代科学认为地震是由地壳运动引起的，由于地球在不断的运动和变化中，逐渐积累了巨大的能量，在地壳某些脆弱地带，造成岩层突然发生破裂或者引发原有断层的错动，这就是地震。
板块构造学说是1968年法国地质学家勒皮雄与麦肯齐、摩根等人提出的一种新的大陆漂移说，该学说将全球地壳划分为六大板块：太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印度洋板块（包括澳洲）和南极板块。 一般说来，在板块内部，地壳相对比较稳定，而板块与板块交界处，则是地壳比较活动的地带，这里火山、地震活动以及断裂、挤压褶皱、岩浆上升、地壳俯冲等频繁发生。 该学说将占世界地震总量90%以上的构造地震成因归结为地壳各板块之间相互碰撞挤压的结果。 根据板块结构理论的分析，可以解释我国西部地区频繁发生强烈地震的问题：印度次大陆板块不断与欧亚大陆板块碰撞并且不断挤压，形成了仅次于太平洋地震带的、世界上第二大地震带——地中海—喜马拉雅地震带。 该地震带东西分布，横贯欧亚大陆，正好经过我国喜马拉雅山脉地区，所以我国西部地区就成为世界上大陆地震最活跃、最强烈、最集中的地区之一。
除了地质因素外，人类自身的活动有时候也能引发地震，尤其是现在，人类所能实施的工程越来越浩大，对地球的影响也越来越大，所以在这方面一定要引起警惕。
根据具体诱因，可以把地震分为构造地震、火山地震、陷落地震、诱发地震和人工地震等，下面将一一详述。
构造地震
构造地震往往是由于地壳发生断层引起的，所以又称“断层地震”。 “断层”是指地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造，大小不一、规模不等，但都破坏了岩层的连续性和完整性。 地壳（或岩石圈）在构造运动中发生形变，当形变超出了岩石的承受能力，岩石就发生断裂，在构造运动中长期积累的能量迅速释放，造成岩石振动，从而形成地震。 构造地震是地震的主要类型，90%以上的地震、几乎所有的破坏性地震都属于构造地震。
在一定时间内，发生在同一震源区的一系列大小不同的地震，且其发震机制具有某种内在联系或有共同的发震构造的一组地震总称地震序列。根据地震序列的表现形式，可以把构造地震分为以下几种主要类型：
（1）孤立型地震
前震和余震都很稀少，而且余震的震级与主震震级相差也很大，大小地震不成比例。 地震能量基本上是通过主震一次释放出来的，前、余震能量的总和常常不到主震的1/1 000。 2009年3月20日2时38分，吉林省四平市伊通满族自治县、公主岭市交界发生4.3级地震，震中距长春市约70千米、距沈阳市约240千米。 四平、长春地区有震感，但过程仅仅几秒钟，大多数人还没感觉到就过去了。 吉林省地震局当日下午对外通报称，该次地震属于孤立型地震。
（2）主震——余震型地震
一个地震序列中，最大的地震特别突出，所释放的能量占全序列能量的90%以上，最大地震与次大地震的震级之差大于等于0.6，而小于等于2.4。 这个最大的地震叫主震；其他较小的地震中，发生在主震前的叫前震，发生在主震后的叫余震。 这次的汶川地震就属于比较典型的主震——余震型地震。 2008年5月12日14时28分04秒，发生在四川汶川县（北纬31.0度，东经103.4度）的主震为8.0级地震，随后一段时间分别发生了几次6.0～6.4级余震，其他余震级别都比较小，最大地震与次大地震的震级之差在0.6与2.4之间。
（3）双震型地震
一个地震活动序列中，90%以上的能量主要由发生时间接近、地点接近、大小接近的两次地震释放，最大地震与次大地震的震级之差小于等于0.5。 1980年4月18日青海省天峻县发生5.2级地震，4月24日原震区又发生5.0级地震。 在这个地震序列中，只有这两次地震的震级差小于0.5，其他的余震都比较小，属双震型。
（4）震群型地震
一个地震序列的主要能量是通过多次震级相近的地震释放的，震级之差小于等于0.5的最大地震数达到3或更多，没有明显的主震，最大地震在全序列中所占能量比例一般均小于80％。
震群型地震的特点是地震频度高，能量的释放有明显的起伏，衰减速度慢，活动的持续时间长。 震群的震源往往较浅（小于10千米），随时间震群的分布范围也逐渐扩大。 1966年的邢台地震就属于这一类型。 1966年3月8日5时29分，在河北省邢台地区隆尧县东发生了6.8级强烈地震，随后从3月8日至29日在21天的时间里，邢台地区连续发生了5次6级以上地震。
火山地震
由于火山活动时岩浆喷发冲击或热力作用而引起的地震，称为火山地震。 这类地震可产生在火山喷发的前夕，亦可在火山喷发的同时。 其特点是震源常限于火山活动地带，一般深度不超过10千米的浅源地震，震级较大，多属于没有主震的地震群型，影响范围小。 有些地震发生在火山附近，震源深度为1～10千米，其发生与火山喷发活动没有直接的或明确的关系，但与地下岩浆或气体状态变化所产生的地应力分布的变化有关，这种地震称为A型火山地震。 还有些地震集中发生在活火山口附近的狭小范围内，震源深度浅于1千米，影响范围很小，称为B型火山地震。 有时地下岩浆冲至接近地面，但未喷出地表，也可以产生地震，称为潜火山地震。
地震和火山往往存在关联。 火山爆发可能会激发地震，而发生在火山附近的地震也可能引起火山爆发。 1999年记录的27起火山活动，有14起出现在土耳其大地震以后短短的两个多月内。 著名的腾冲火山群位于滇西横断山系南段的高黎贡山西侧，火山及熔岩流以腾冲县城为中心成一南北向延伸的长条形，面积87×33平方公里，计有火山锥70余座，其中火口完整的22座，遭破坏的10座，其余为无火口火山。 火山及熔岩活动自上新世始至全新世。 本区以极丰富的地热资源著称于世，据1974年不完全统计，腾冲县79个泉群中，温度在90℃以上者有10处，地表天然热流量达25.498×104千焦耳/秒，一年相当于燃烧27万吨标准煤。 在地热区高温中心热海热田，遍布汽泉、热泉、沸泉，水声鼎沸，水汽蒸腾，数里之外可见。 该区地震频繁，并具岩浆冲击型地震的特点：小震、群震、浅震甚多。
陷落地震
由于地下水溶解了可溶性岩石，使岩石中出现空洞并逐渐扩大，或由于地下开采形成了巨大的空洞，造成岩石顶部和土层崩塌陷落，这种情况引起的地震叫陷落地震。 地震能量主要来自重力作用。 陷落地震主要发生在石灰岩或其他岩溶岩石地区，由于地下溶洞不断扩大，洞顶崩塌，引起震动。 矿洞塌陷或大规模山崩、滑坡等亦可导致这类地震发生。 这类地震为数很少，约占地震总数的3%，震级都很小，影响范围不大。
广西桂林是典型的喀斯特地貌，由于特殊的地质条件，这里发生的地震多为陷落地震，特点是小震级、窄范围、高烈度、局部破坏严重。 1981年9月24日16时30分，桂林市平乐县发生了陷落地震，垂直下陷120米，水平移动800米，宽度60～100米。 老虎冲两侧农田全部被砂泥乱石淹没，覆盖厚度10～30米。 1997年11月11日11点54分，桂林市雁山区柘木镇柘木村发生里氏1.2级的陷落地震。 此次地震造成地面塌陷的受灾总面积约10万平方米。 据查是桂林陷落地震史上受灾最严重、地面塌陷面积最大，而陷坑最多又相对集中的一次震害。
诱发地震
在特定的地区因某种地壳外界因素诱发而引起的地震，称为诱发地震。 这些外界因素可以是地下核爆炸、陨石坠落、油井灌水等，其中最常见的是水库地震。 水库蓄水后改变了地面的应力状态，且库水渗透到已有的断层中，起到润滑和腐蚀作用，促使断层产生新的滑动。 但是，并不是所有的水库蓄水后都会发生水库地震，只有当库区存在活动断裂、岩性刚硬等条件，才有诱发的可能性。 科研工总结出水库诱发地震的7项标志：（1）坝高大于100米，库容大于10亿立方米；（2）库坝区有活动断裂；（3）库坝区为中新生代断陷盆地或其边缘，近代升降活动明显；（4）深部存在重力梯度异常；（5）岩体深部张裂隙发育，透水性强；（6）库坝区历史上曾有地震发生；（7）库坝区有温泉。
按工程地质条件来分类，水库诱发地震具有不同的成因类型，主要有岩溶塌陷型和断层破裂型。 岩溶塌陷型水库诱发地震最常见，多为弱震或中强震。 我国在岩溶地区的大型水库有8个，其中4个诱发了地震。 断层破裂型水库诱发地震发生的概率虽然较低，但有可能诱发中强震或强震。 我国新丰江水库和印度柯依纳水库的诱发地震都属于这种类型。
新丰江水库又称万绿湖，始建于1958年，是一个集灌溉、发电、防洪于一体的水利工程，1959年10月20日，水库开始蓄水，新丰江水库蓄水的同年11月便录得有地震活动；1960年5月，水库的水位蓄到81米时，发生了3至4次强度为3.1级左右的有感地震；1960年7月18日，水库水位升到90米时，发生强度为4.3级的中度地震；1962年3月19日，水库水位升到110.5米时，发生了震级6.1级的强震，震中位于大坝下游1.1千米处，震源的深度约为5千米，此次地震对大坝的局部地段造成损害。 此后，地震的强度逐年迅速减弱。
印度科依纳（KOYNA）水库位于印度孟买城以南230公里的地方。 印度科依纳水库不但大坝底下的地基十分理想，而且水库所在地区的地质结构完整。 从地质板块学的观点来看，这座水库是建造在印度板块上，是印度—澳大利亚板块的一部分，于几百万年前就已经形成。 人们认为这种地质结构是最稳定的，即所谓的无震区，而且在水库建造之前，也没有地震的记载。 1963年科依纳水库竣工并当即蓄水启用。 在这之后，附近地区就小震不断，在1964年和1965年之间，最高一周地震次数达40多次。 水库在1965年蓄满水，之后地震次数增多，强度加大。 到1967年，一周地震次数竟高达320次。 在1967年9月13日发生了一次震级5.5级的地震，1967年12月11日在大坝附近发生了震级为6.5级的地震，震中烈度为8度。 在印度科依纳水库诱发地震之前，人们认为水库诱发地震的强度不会超过6级。 但是科依纳水库诱发地震之后，这个指标修正为6.5级。
人工地震
广义的人工地震是由人为活动引起的地震。 如工业爆破、地下核爆炸造成的振动，还有打桩、爆破，乃至车辆通行，都可形成人工地震。 狭义的人工地震可以理解成，为了研究地震而用人工爆炸的方法制造的地震，其震级很小，地点可以由人自由确定，规模大小可以控制。
“城市地震活断层探测与地震危险性评价”是一个全国性的勘察项目，是国家“十五”计划之一，全国重点城市都要进行这样的深部地震勘察项目，旨在了解活动断层的分布和危害性，并采取有针对性的防震减灾措施，可以大大减轻城市地震灾害。 而人工地震就是勘查的主要手段，通过人工地震造成地震波，再通过对地震波的分析研究城市活断层并进行有关评估。 有专家形象地称这是在“给地球做CT”。
2004年4月1日凌晨1点，“嘭！嘭！”万籁俱寂的上海南汇以东海滩突然发出两声闷响，方圆1千米的大地随之微微颤动，地下泥浆伴随着水柱冲天而起。 瞬间，上海市地震局测震台网和强震台网监测仪器屏幕上出现地震波信号，5分钟后，结果显示：南汇地区“地震”2.1级。 这就是由上海科技人员遥控、由1.68吨炸药制造的“人工地震”。 “人工地震”的“震源”有2个，其中1个震源埋设的炸药达1.5吨，科技人员打出8个直径20厘米左右、深达40米的井孔，把炸药埋在地下。 凌晨1点，GPS引爆后，爆炸能量穿透地下30公里，直抵地壳和地幔的分界处——莫霍面地壳同地幔间的分界面，是原南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇于1909年发现，故以他的名字命名，称为莫霍洛维奇不连续面，简称莫霍面（或莫氏面）。 。 仅仅25秒，远在200千米外的浙江长兴地区的地震监测仪就收到了它的地震波。 另一个相距10千米的“震源”则埋设了180公斤炸药，它能对地下30千米的地壳介质结构作出“精细扫描”。
知识点新丰江水库地震
新丰江水库大坝是世界上第一座经受六级地震考验的超百米高混凝土大坝。
新丰江水库蓄水20世纪60年代的地震活动：
1960年5月，水库的水位蓄到81米时，发生了三至四次强度为3.1级左右的有感地震。
1960年7月18日，水库水位升到90米时，发生强度为4.3级的中度地震。
1962年3月19日，水库水位升110.5米时，发生了震级6.1级（一说6.4级）的强震，震中位于大坝下游1.1千米处，震源的深度约为5千米，此次地震对大坝的局部地段造成损害，此后，地震的强度逐年迅速减弱。
