2022年7月2日皮山MS5.1地震宏觀異常調(diào)查與分析

亞森?奧斯曼

[摘要] ?以地震宏觀異常現(xiàn)象的歷史發(fā)展過(guò)程為出發(fā)點(diǎn)，具體描述和田地區(qū)皮山縣震中周?chē)鷦?dòng)物震前、震后異常變化現(xiàn)象和特征。闡述了新疆和田地區(qū)皮山 5.1級(jí)地震現(xiàn)場(chǎng)震中西南方向6～15 km村莊農(nóng)戶圈養(yǎng)的牛、羊等不同動(dòng)物的反常現(xiàn)象，并針對(duì)在地震前后動(dòng)物發(fā)生異常變化的18個(gè)調(diào)查點(diǎn)、98次異常進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)。其中，皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)8個(gè)調(diào)查點(diǎn)7種動(dòng)物宏觀異常顯著，異常數(shù)量總計(jì)46次；昆泉鎮(zhèn)10個(gè)調(diào)查點(diǎn)4種動(dòng)物宏觀異常顯著，異常數(shù)量總計(jì)32次。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，臨近地震發(fā)生前 24～36小時(shí)左右，狗、雞、鴿、鴨反應(yīng)異常顯著，總宏觀異常次數(shù)占比較高，動(dòng)物主要表現(xiàn)為躁動(dòng)不安、狂吠不止。由此分析得出：臨震前，在不同時(shí)間段的11個(gè)調(diào)查點(diǎn)附近7種動(dòng)物具有較明顯的異常反應(yīng)，從時(shí)間尺度上來(lái)看，離震中越近的地方，動(dòng)物異常越早，異常動(dòng)物數(shù)量、種類(lèi)越多；反之越少。宏觀異常現(xiàn)象具有向震中區(qū)域靠攏的趨勢(shì)，空間分布較為集中。

[關(guān)鍵詞] 皮山5.1級(jí)地震; 宏觀異常調(diào)查; 異常特征分析

[DOI] 10.19987/j.dzkxjz.2023-030

0 ?引言

2022年7月2日04時(shí)31分，新疆維吾爾自治區(qū)和田地區(qū)皮山縣（37.59°N，78.60°E）發(fā)生5.1級(jí)地震，震源深度10 km，震中20 km范圍內(nèi)人口約2.5萬(wàn)，50 km范圍內(nèi)人口約14萬(wàn)，100 km范圍內(nèi)人口約32萬(wàn)。震中距皮山縣28 km、墨玉縣106 km、葉城縣109 km、和田市128 km。震區(qū)南部是西藏阿里無(wú)人區(qū)，北部是塔里木盆地。發(fā)生地震后，新疆地震局駐巴楚縣阿瓦提鎮(zhèn)“訪惠聚”工作隊(duì)首批進(jìn)入距離震中最近的皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)人民政府和昆泉鎮(zhèn)，立即開(kāi)展地震應(yīng)急工作。地震現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查組共完成震中附近18個(gè)調(diào)查點(diǎn)的調(diào)查，涉及4個(gè)村，2所學(xué)校，1個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)。未發(fā)現(xiàn)地震引起的房屋損毀等財(cái)產(chǎn)損失，但大部分群眾有震感，尤其是阿巴什拉克村、帕格孜托格拉克農(nóng)場(chǎng)村的群眾反應(yīng)震感強(qiáng)烈。

國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)地震宏觀異常做了大量調(diào)查。例如車(chē)用太等^[1]在汶川M_S8.0地震宏觀異常的總結(jié)中指出：多數(shù)中強(qiáng)地震前動(dòng)物、地下流體會(huì)發(fā)生顯著的異常變化現(xiàn)象，且分布范圍廣、數(shù)量多。高小其等^[2]歸納出：發(fā)生地震之前，動(dòng)物及地下水異常存在是毫無(wú)疑問(wèn)的事實(shí)，在時(shí)間上具有一定的短臨前兆特征，通常集中在靠近震中的區(qū)域。朱自強(qiáng)等^[3]研究表明，地下水及所包含氣體通常處于穩(wěn)定狀態(tài)，一旦受到外界環(huán)境影響，破壞了這種動(dòng)態(tài)平衡，就會(huì)發(fā)生物理化學(xué)變化，導(dǎo)致地下流體發(fā)生宏觀異常。有些大范圍出現(xiàn)的宏觀異常，對(duì)將來(lái)發(fā)生的地震地點(diǎn)和時(shí)間的預(yù)報(bào)提供了參考依據(jù)^[4]。

本文運(yùn)用描述性統(tǒng)計(jì)法對(duì)震中周?chē)鬣l(xiāng)村和養(yǎng)殖場(chǎng)牛、羊、狗等動(dòng)物出現(xiàn)的異常進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，總結(jié)出動(dòng)物的反常峰值異常與目標(biāo)地震的對(duì)應(yīng)關(guān)系；再利用分類(lèi)統(tǒng)計(jì)法對(duì)動(dòng)物異常在空間分布、異常持續(xù)時(shí)間方面進(jìn)行分析，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)動(dòng)物異常變化進(jìn)行歸納，希望對(duì)大震應(yīng)急快速反應(yīng)具有一定的參考意義。

1 ?地震宏觀異常歷史背景

一般情況下，人或動(dòng)物的感官能夠在震前直接發(fā)覺(jué)某些變化。地震發(fā)生前與地震的孕育和發(fā)生具有密切聯(lián)系（非儀器觀測(cè)）的宏觀變化現(xiàn)象叫地震宏觀前兆異常^[5]。地震宏觀異常現(xiàn)象在空間分布和時(shí)間段表現(xiàn)形式不一樣的這些現(xiàn)象，共同的特點(diǎn)是違反常例。地震宏觀異常發(fā)生在中強(qiáng)地震之前，表現(xiàn)形式豐富，種類(lèi)可達(dá)百種，甚至多至幾千種現(xiàn)象，主要分為地下水體異常、動(dòng)物異常和物理化學(xué)異常等。

國(guó)內(nèi)歷史文獻(xiàn)資料記載了動(dòng)物異常通常作為中強(qiáng)地震的前兆。約1300年前，《開(kāi)元占經(jīng)·地境》記載了“鼠聚朝廷市衢中而鳴，地方屠裂”的現(xiàn)象，主要描述在地震發(fā)生前出現(xiàn)老鼠成群亂叫的動(dòng)物異常現(xiàn)象。現(xiàn)代的文獻(xiàn)中如1956年出版的《資料年報(bào)》，列出了100多條我國(guó)歷史上地震前24種動(dòng)物異常反應(yīng)的數(shù)據(jù)。1968年7月左右，在河北省邢臺(tái)市百尺口、紅山等觀察點(diǎn)，在貓的呼吸行為、家鴿行為中出現(xiàn)了顯著的異常，類(lèi)似震例在我國(guó)多達(dá)幾千個(gè)^[6]。

我國(guó)對(duì)地震動(dòng)物異常與地震關(guān)系研究始于1966年的邢臺(tái)M6.8地震。50多年來(lái)，歷經(jīng)多次中強(qiáng)地震的證明，將地震前動(dòng)物異常作為地震前兆的一種短臨或臨震異常，目前已得到國(guó)內(nèi)外地震等學(xué)科科研人員的公認(rèn)。

在利用動(dòng)物異常探索地震前兆預(yù)報(bào)方面，有很多可以借鑒的震例。1975年遼寧海城7.3級(jí)地震發(fā)生前1～2個(gè)月，學(xué)者明顯觀察到正在冬眠的蛇突然出洞、母老鼠叼著小老鼠搬家等動(dòng)物異常；1975年2月2日，盤(pán)錦某鄉(xiāng)農(nóng)戶圈養(yǎng)的十幾只小豬的尾巴被互相啃斷，2月4日震前鹿養(yǎng)殖場(chǎng)的一群鹿撞開(kāi)棚圈口沖出外面等動(dòng)物異常行為。2008年5月12日汶川8.0級(jí)地震發(fā)生之前，青川縣的個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)、廣元市的個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)現(xiàn)爬行類(lèi)動(dòng)物活動(dòng)行為異常，其中青蛙和蟾蜍大范圍遷徒的異常活動(dòng)較為顯著。雖然我們沒(méi)能在地震前對(duì)個(gè)別動(dòng)物異常變化作出相對(duì)應(yīng)預(yù)測(cè)，但研究發(fā)生過(guò)多種動(dòng)物異常變化的案例對(duì)后續(xù)地震宏觀異常研究具有重要意義^[7]。

2 ?宏觀異常現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

皮山縣5.1級(jí)地震發(fā)生在皮山縣以北28 km，位于皮山斷裂帶上盤(pán)，本次研究的宏觀異常調(diào)查點(diǎn)集中在此次地震西南部，圖1是震中空間分布圖。宏觀異常調(diào)查點(diǎn)位置信息見(jiàn)表1。

2.1 ?初步挑選確定宏觀異常現(xiàn)象類(lèi)別

根據(jù)《中國(guó)地震局地震現(xiàn)場(chǎng)科學(xué)考察應(yīng)急工作隊(duì)工作手冊(cè)》的有關(guān)規(guī)定和相關(guān)文獻(xiàn)資料介紹的情況，調(diào)查地震發(fā)生前后的地下流體異常變化。采用空間上離震中區(qū)相對(duì)密集、時(shí)間上有同步性、異常數(shù)量上有集中性的方法，呈現(xiàn)出種類(lèi)多、反應(yīng)強(qiáng)烈的動(dòng)物異常現(xiàn)象。利用訪談法跟當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶核實(shí)動(dòng)物習(xí)性狀況，對(duì)比剔除動(dòng)物在地震發(fā)生前狀況與平時(shí)習(xí)性狀況的數(shù)據(jù)，有旁證材料的動(dòng)物異常現(xiàn)象給予統(tǒng)計(jì)，否則不予統(tǒng)計(jì)。根據(jù)上述工作要求，地震發(fā)生時(shí)或發(fā)生后出現(xiàn)的動(dòng)物異常定義為無(wú)宏觀異常（表2）。

2.2 ?地震宏觀異常統(tǒng)計(jì)

2.2.1 ?皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)宏觀異常現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)

（1）動(dòng)物習(xí)性異常現(xiàn)象。皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)動(dòng)物宏觀異常總計(jì)46次，家里圈養(yǎng)的動(dòng)物異常變化數(shù)量排第1位，異常變化的頻次由高到低排序，居于前4位的動(dòng)物依次為雞、鴿子、狗、羊，各自宏觀異常次數(shù)分別為12、11、8、7 。此外，鴨、驢、牛等動(dòng)物 一定程度出現(xiàn)上文敘述的震前宏觀異常現(xiàn)象（表3）。

（2）地聲宏觀異常現(xiàn)象。在皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)各個(gè)村，該異常應(yīng)表現(xiàn)出類(lèi)似壓路機(jī)工作的聲音，但在昆泉鎮(zhèn)附近的農(nóng)戶未反映有此類(lèi)異常現(xiàn)象。

2.2.2 ?昆泉鎮(zhèn)宏觀異常現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)

（1）動(dòng)物習(xí)性異常現(xiàn)象。昆泉鎮(zhèn)動(dòng)物宏觀異常總計(jì)32次，家里圈養(yǎng)的動(dòng)物異常變化數(shù)量排第1位，異常變化的頻次排序前4的動(dòng)物依次為狗、雞、鴿子、鴨，各自宏觀異常次數(shù)分別為13、7、6、6 （表4）。

（2）物理化學(xué)異常現(xiàn)象。該異常應(yīng)表現(xiàn)出類(lèi)似壓路機(jī)工作的聲音，但在昆泉鎮(zhèn)附近的農(nóng)戶未反映有此類(lèi)異常現(xiàn)象。

2.3 ?宏觀異常現(xiàn)象分析

在皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)、昆泉鎮(zhèn)核實(shí)人員在房屋受災(zāi)情況核查期間，許多群眾反映被在家圈養(yǎng)的畜牧反常的叫聲或地聲吵醒，醒來(lái)未發(fā)現(xiàn)緣故，感覺(jué)幾小時(shí)到幾分鐘后，地就晃動(dòng)了。比如皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)欄桿村村民吐合提如孜·克帕克陳述家里的狗、雞在7月2日整夜在外面反常亂叫，不進(jìn)舍，等地震結(jié)束后停止叫聲。昆泉鎮(zhèn)值班保安員同樣陳述當(dāng)夜值班時(shí)拴在門(mén)口的狗整夜反常亂叫，等地震結(jié)束后停止犬聲。

結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，在皮山縣喬達(dá)鄉(xiāng)、昆泉鎮(zhèn)進(jìn)行動(dòng)物宏觀異常統(tǒng)計(jì)時(shí)，每村至少要統(tǒng)計(jì)十幾戶以上數(shù)據(jù)，經(jīng)查，大部分調(diào)查點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)適配人口居住數(shù)量狀況。從宏觀異常現(xiàn)象的分布情況（表5）來(lái)看，距震中越近的村莊宏觀異常現(xiàn)象越顯著、種類(lèi)越多、數(shù)量越多，反之宏觀異常現(xiàn)象越不顯著、種類(lèi)越少、數(shù)量越少。

根據(jù)各類(lèi)動(dòng)物異常變化現(xiàn)象時(shí)間特征的情況統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表6）分析得出，動(dòng)物發(fā)生地震宏觀異常變化的先后順序是狗、羊、鴨、雞等，臨近地震發(fā)生前 24～36 h時(shí)，動(dòng)物會(huì)表現(xiàn)出一定程度的反常，越臨近發(fā)生地震時(shí)間，發(fā)生異常變化的動(dòng)物種類(lèi)越多，但震前幾分鐘到數(shù)十分鐘左右基本未發(fā)生動(dòng)物異常現(xiàn)象。

2.4 ?地震宏觀異常特征描述

（1）動(dòng)物行為異常分析。越短臨地震，動(dòng)物的反常行為更普遍明顯。一般而言，中強(qiáng)地震前1～2天動(dòng)物異常數(shù)量、種類(lèi)達(dá)到最大值，呈現(xiàn)往震中區(qū)域附近靠攏的趨勢(shì)，空間上分布不均勻。動(dòng)物異常反應(yīng)達(dá)到峰值的地區(qū)，在震中附近很有可能遭遇地震破壞最嚴(yán)重、最強(qiáng)烈區(qū)。發(fā)生的地震震級(jí)越大，動(dòng)物異常的種類(lèi)范圍越廣泛、數(shù)量就越多，動(dòng)物異常越顯著。本次對(duì)地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急宏觀異常調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)狗長(zhǎng)時(shí)間地亂叫，鴿子打破晚上進(jìn)窩作息規(guī)律等。

（2）物理化學(xué)現(xiàn)象特征。眾所周知，聽(tīng)到地聲之后地面會(huì)震動(dòng)。根據(jù)地聲可以判斷出地震大小和方向。通常情況下，地聲越大地震震級(jí)越大，反之。人類(lèi)從聽(tīng)到地聲至發(fā)覺(jué)到地動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，可判別出震中的距離。聽(tīng)到地聲至發(fā)覺(jué)到地動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)，說(shuō)明震中離自己越遠(yuǎn)；反之。因此，地聲對(duì)地震短臨預(yù)報(bào)具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的研究意義。“地光”是肉眼看得到天空發(fā)光的自然現(xiàn)象，“地光”閃現(xiàn)往往與地震同步，在地震發(fā)生前幾小時(shí)或地震后，有的“地光”在瞬間可見(jiàn)，強(qiáng)震發(fā)生前“地光”出現(xiàn)幾秒鐘，也會(huì)在整個(gè)震動(dòng)周期出現(xiàn)^[8]。利用地光短臨預(yù)報(bào)地震的重點(diǎn)在于早發(fā)現(xiàn)異常，結(jié)合專(zhuān)業(yè)準(zhǔn)確地來(lái)甄別。

（3）地震宏觀異常雙重性特征。范圍廣、數(shù)量大、種類(lèi)多的宏觀異常具有地震前兆短臨異常特征，對(duì)地震前兆預(yù)報(bào)具有現(xiàn)實(shí)意義。但是，有的大規(guī)模宏觀異常不能預(yù)測(cè)相對(duì)應(yīng)的中強(qiáng)地震，2002年在西昌長(zhǎng)達(dá)2個(gè)月的大規(guī)模宏觀異常沒(méi)有發(fā)生相對(duì)應(yīng)的中強(qiáng)地震，宏觀異常點(diǎn)區(qū)域分布被斷裂構(gòu)造所控制，90%以上的異常出現(xiàn)在兩個(gè)斷裂交匯處。宏觀異常展布均受到斷裂活動(dòng)影響，斷裂通過(guò)的區(qū)域發(fā)生大范圍跳魚(yú)現(xiàn)象，木河斷裂東南段出現(xiàn)泉水流量驟減甚至出現(xiàn)斷流。異常點(diǎn)數(shù)量少且分布密度小，符合受張的力學(xué)特征，斷裂西北段出現(xiàn)泉水劇增甚至出現(xiàn)井噴現(xiàn)象，異常點(diǎn)數(shù)量多且分布密度大，符合受壓的力學(xué)特征。可以總結(jié)出：地下流體異常點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)力狀態(tài)下引起的變化，而不是中強(qiáng)地震之前的宏觀異常。然而，大范圍宏觀異常既有地震前兆短臨異常的屬性，也有地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)異常的屬性。因而要更加重視宏觀異常地震前兆預(yù)報(bào)和管理工作，深入開(kāi)展與宏觀異常有關(guān)的科學(xué)探索，建立判別宏觀異常的前兆屬性和分析地震前兆預(yù)報(bào)的應(yīng)用系統(tǒng)，把宏觀異常檢測(cè)工作作為我國(guó)地震監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)體系的重要工作內(nèi)容，納入正常工作范疇和科技創(chuàng)新中^[9]。

3 ?結(jié)論與討論

在新疆地區(qū)，一般情況下，6級(jí)以上地震常常會(huì)出現(xiàn)豐富的動(dòng)物宏觀異常現(xiàn)象，這次調(diào)研，在皮山M_S5.1地震前發(fā)現(xiàn)了不少動(dòng)物宏觀異常。可能由于夜深人靜，動(dòng)物某個(gè)感官部位易于感受到地殼構(gòu)造的微妙物理變化或化學(xué)信號(hào)，感官部位將此地震信號(hào)轉(zhuǎn)化成生物信號(hào)，從而使動(dòng)物發(fā)生習(xí)性異常變化。調(diào)查動(dòng)物異常的地點(diǎn)選擇在離震中近且集中連片的村莊，分析動(dòng)物異常時(shí)間上是否有同步性、異常數(shù)量上是否有集中性。從種類(lèi)多、反應(yīng)強(qiáng)烈的動(dòng)物異常現(xiàn)象來(lái)看，這便于確定動(dòng)物異常是否屬于宏觀異常。針對(duì)氣溫、氣壓、人為等也會(huì)影響動(dòng)物習(xí)性異常的因素，本次宏觀異常調(diào)查時(shí)，發(fā)現(xiàn)震中最近15天天氣晴朗，溫度正常，由此可排除其他因素導(dǎo)致動(dòng)物異常的可能性。

本次前往地震現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急，首先重點(diǎn)排查人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全受災(zāi)情況，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查未發(fā)現(xiàn)地震造成的人員傷亡和房屋損毀等。其次，在震中附近的小學(xué)、幼兒園、水庫(kù)、橋梁等重點(diǎn)部位和偏遠(yuǎn)散群體、養(yǎng)殖大戶住房開(kāi)展安全災(zāi)害排查工作。為防止次生災(zāi)害的發(fā)生，大量收集群眾反映的震前、震后各種動(dòng)物異常信息，重點(diǎn)收集在家圈養(yǎng)的畜牧羊、狗、雞、鴿子、鴨子、牛異常情況，發(fā)揮群測(cè)群防力量。但有些基層宏觀觀測(cè)員不清楚宏觀異常概念，需要對(duì)宏觀觀測(cè)員發(fā)放教材^[10]，并組織系統(tǒng)的科普培訓(xùn)，針對(duì)性提高甄別能力。目前，新疆“三網(wǎng)一員”體系數(shù)字化平臺(tái)的初步完成，對(duì)宏觀異常的及時(shí)報(bào)送發(fā)揮了重要作用^[11]，為將來(lái)發(fā)生的地震宏觀異常調(diào)查做好準(zhǔn)備，對(duì)地震宏觀預(yù)報(bào)具有重要的意義。

從距離上來(lái)看，18個(gè)宏觀異常調(diào)查點(diǎn)均在震中附近6～15 km范圍內(nèi)，空間分布較為集中。本次地震震級(jí)偏小，震中周?chē)?50 km范圍地震監(jiān)測(cè)中心站地震前兆儀器沒(méi)有任何前兆異常，但宏觀異常特征較為顯著，這意味著動(dòng)物宏觀異常現(xiàn)象也需要配置相應(yīng)儀器進(jìn)行分析，不能讓宏觀異常信息僅僅停留在宏觀上，要向微觀觀測(cè)和綜合分析方向努力，這對(duì)地震預(yù)報(bào)具有一定的參考價(jià)值。

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Investigation and analysis of macroscopis anomalies before and after Pishan M_S5.1 earthquake on July 2，2022

Yasen· Aosiman^*

Fuyun Earthquake Monitoring Center Station， Earthquake Agency of Xinjiang Uygur Autonomous Region， Xinjiang Fuyun 836100，China

[Abstract] ?Based on the development history of earthquake macroscopic anomalies， this paper briefly describes the characteristics of pre- and post-earthquake macroscopic anomalies around the epicenter of the PishanM_S5.1 earthquake in Hotan， Xinjiang Uygur Autonomous Region. Abnormal behavior of different animals， such as sheep， cattle， ducks， pigeons， pheasants and dogs， raised by rural farmers was described and analyzed. It is believed that the macroscopic anomalies of the earthquake have certain characteristics of short-term and imminent anomalies in time， are uneven in distribution， and are relatively close to the epicenter in general.

[Keywords] PishanMS5.1 earthquake; macroscopic anomalies investigation; macroscopic anomalies characteristics