我國是一個地震多發(fā)國家。據(jù)統(tǒng)計，近百年來平均每年發(fā)生6級以上地震4—5次，每3年發(fā)生7級以上地震1次，每12年發(fā)生8級以上地震1次。地震災(zāi)害給我國人民生命財產(chǎn)帶來了極大的損失，因此實現(xiàn)地震預(yù)報，最大限度地減輕地震災(zāi)害，已成為我國地震研究的主要課題。2014年第三期《前沿科學(xué)》雜志刊發(fā)了湖南省地震局高級工程師周友華、胡奉湘、燕為民、童迎世的論文《鎖定地震孕育發(fā)生的物理過程促進(jìn)地震難題的破解》，對地震的成因、機(jī)理、機(jī)制及孕育發(fā)生的物理過程提出了全新的解釋，論文充滿了大膽的探索與創(chuàng)新，對地震物理預(yù)報這一難題的破解將起到重要的推動作用。

　　任何自然現(xiàn)象的成因，都是與其相關(guān)物理量的作用、變化、發(fā)展密切相關(guān)的，構(gòu)造地震的成因也不例外。周友華告訴記者，他們的課題組經(jīng)過長期研究，在前人研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了地震孕育發(fā)生的三個基本要素：即動力學(xué)要素是地殼大于一定速率的垂直差異構(gòu)造運(yùn)動及水平差異構(gòu)造運(yùn)動；地質(zhì)結(jié)構(gòu)要素是整體性比較好、力學(xué)性能比較強(qiáng)的地殼“僵硬塊體”；應(yīng)變結(jié)構(gòu)要素即“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”要素，是在地殼的差異構(gòu)造運(yùn)動中“僵硬塊體”所形成的“拉疏隆起應(yīng)變區(qū)”“壓縮凹陷應(yīng)變區(qū)”及“剪切應(yīng)變區(qū)”組成的復(fù)合應(yīng)變結(jié)構(gòu)。它們的特點是同時產(chǎn)生、對應(yīng)存在、共為一體。地震形成三個要素在認(rèn)識上的突破，使人們找到了構(gòu)造地震孕育發(fā)生的充分與必要條件，大大推進(jìn)了研究認(rèn)識地震規(guī)律的進(jìn)程。

　　周友華指出，并不是任意的應(yīng)變結(jié)構(gòu)只要有應(yīng)力與能量的積累就能夠孕育發(fā)生地震。因為地震的孕育與發(fā)生，除了需要動力要素做功及地質(zhì)結(jié)構(gòu)要素儲存地震能量之外，還需要構(gòu)成失穩(wěn)破裂及提供破裂所需的位錯空間等一系列的機(jī)制與功能。這就是必須要形成“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”的孕震體。周友華等人的研究認(rèn)為，地震的孕育與發(fā)生，并不是板塊擠壓、碰撞的原因，而是由于 “僵硬塊體”牽制與阻礙了地殼差異構(gòu)造運(yùn)動的正常進(jìn)行發(fā)生應(yīng)變而形成了“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”的結(jié)果。正是由于 “僵硬塊體”的牽制與阻礙作用，會使得“僵硬塊體”的相應(yīng)部位分別形成 “拉疏隆起應(yīng)變區(qū)”“壓縮凹陷應(yīng)變區(qū)”及“剪切應(yīng)變區(qū)”為一體的 “三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”孕震體。隨著地殼區(qū)域差異構(gòu)造運(yùn)動的繼續(xù)進(jìn)行，當(dāng)剪切應(yīng)變區(qū)所積累的剪切應(yīng)力達(dá)到或超過巖石的剪切強(qiáng)度時，那么“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”孕震體，就會自動的失穩(wěn)發(fā)生剪切破裂因而發(fā)生地震。

　　為什么“僵硬塊體”必須要形成“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”才能孕育發(fā)生地震呢？周友華解釋說，并不是任何應(yīng)變結(jié)構(gòu)的地殼巖石或巖層積累的應(yīng)力只要達(dá)到及超過巖石的力學(xué)強(qiáng)度時，就都能簡單地孕育、發(fā)生地震。地震的孕育與發(fā)生是個極其復(fù)雜的應(yīng)變孕震系統(tǒng)，孕震體除了要積累彈性應(yīng)變勢能、重力勢能及足夠的應(yīng)力外，還必須要構(gòu)成一系列的機(jī)制與功能。否則，即使所積累的應(yīng)力達(dá)到或超過了巖石的力學(xué)強(qiáng)度時，也是不能失穩(wěn)快速破裂而形成地震的。“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”孕震體所具有的一系列機(jī)制與功能是，儲存能量、積累應(yīng)力的機(jī)制與功能；失穩(wěn)破裂的機(jī)制與功能；提供孕震體失穩(wěn)破裂所需位錯空間的機(jī)制與功能；逆轉(zhuǎn)應(yīng)變破裂的機(jī)制與功能等等。

　　“理論與地震實踐的研究都證明了地震的破裂是逆轉(zhuǎn)應(yīng)變破裂，即孕震體的孕震應(yīng)變及運(yùn)動的方向與發(fā)震應(yīng)變及破裂運(yùn)動的方向是完全相反的。”周友華說，地震這一逆轉(zhuǎn)應(yīng)變破裂特性的重要發(fā)現(xiàn)，不僅是彈性勢能和重力勢能儲存與釋放的物理定律所規(guī)定的，而且應(yīng)用這一逆轉(zhuǎn)應(yīng)變破裂的規(guī)律，可以很好地解釋、判斷震前震后地殼形變與錯動的規(guī)律性：孕震時是上升應(yīng)變的區(qū)域，發(fā)震時就必定是地殼下降應(yīng)變的區(qū)域。反過來認(rèn)識也是同樣的結(jié)論。地震的實踐證明，幾乎是所有的強(qiáng)震在發(fā)生時，都是斷層的一盤普遍是上升的，而另一盤普遍是下降的。因此，根據(jù)地震是逆轉(zhuǎn)應(yīng)變破裂特性的理論依據(jù)，不僅深刻地解釋了斷層這一普遍上升與下降的錯動現(xiàn)象，也普遍證明了“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”是強(qiáng)震孕育發(fā)生共同物理機(jī)制的重要結(jié)論。

　　周友華等人的研究認(rèn)為，“三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)”是地震孕育、發(fā)生共同的物理機(jī)制，從根本上揭示了構(gòu)造地震孕育發(fā)生全過程時空演化的機(jī)制與圖像鏈即：從地殼差異構(gòu)造運(yùn)動——牽制受阻——發(fā)生隆起——凹陷——剪切應(yīng)變——形成三向應(yīng)變結(jié)構(gòu)孕震體——失穩(wěn)破裂——發(fā)震——差異構(gòu)造運(yùn)動恢復(fù)正常的自然演化。除此以外，他們還找到了一系列的震前震后現(xiàn)象與孕震發(fā)震物理機(jī)制的因果關(guān)系，這些都是實現(xiàn)長、中、短、臨階段性物理預(yù)報的關(guān)鍵所在。

　　論文推薦人中國地震局原副局長岳明生認(rèn)為，周友華等人的論文緊緊依靠地球物理有關(guān)理論及地震預(yù)測預(yù)報實踐，在前人研究的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)、系統(tǒng)、創(chuàng)造性的研究，揭示了地震形成的三大要素，對地震孕育發(fā)生的機(jī)理、機(jī)制、物理過程、震源應(yīng)力應(yīng)變演化過程等提出了全新的解釋。全文研究方向明確，物理概念清晰，研究結(jié)果處于國內(nèi)外領(lǐng)先水平。