[论文解读] Medium - long term earthquake prediction by the use of the oscillating electric field (T = 365 days) generated due to Earth's orbit around the Sun and due to its consequent oscillating lithospheric deformation

C. Thanassoulas, V. Klentos+3 more|ArXiv.org|Dec 4, 2009

Earthquake Detection and Analysis参考文献 6被引用 3

一句话总结

本研究提出，由轨道变化引起的周期性岩石圈形变所驱动的地球年周期振荡电场，可作为大地震的中长期前兆。作者发现，电场峰值信号与近日点和远日点日期一致，且大地震多集中于这些时间附近，表明其与地磁场无关，具有独立的预测关联性。

ABSTRACT

We study the Earth's electric field monitored at PYR (Greece) monitoring site, for a period of more than six years (May 23rd, 2003 to September 7th, 2009). It is compared, in particular its oscillating component of T = 365 days, with the Perihelion - Aphelion dates of the Earth's orbit around the Sun, with the same component of the Earth's magnetic field, with the corresponding same period tidal oscillation and with the occurred large EQs of the same period of time. The obtained results suggest that the oscillating electric field component is generated by large scale piezoelectricity triggered by the Earth's shape - lithospheric oscillating deformation. The driving mechanism (yearly tidal variation) precedes the Aphelion - Perihelion dates for a month complying with the corresponding tidal friction behavior of the Earth's shape deformation. The Earth's oscillating electric field peaks coincide with the Perihelion - Aphelion dates while the triggered large EQs are clustered very close to the Perihelion - Aphelion dates. Moreover it is shown that the observed Earth's oscillating electric field is not related to or induced by the corresponding Earth's magnetic field. In conclusion, the Earth's oscillating electric field character could be used as medium to long term electric seismic precursor of large EQs. Keywords: tidal waves, Earth deformation, preseismic electric signals, magnetic field, Perihelion, Aphelion, earthquake prediction.

研究动机与目标

• 探究地球具有365天周期的振荡电场是否可作为大地震的地震前兆。
• 确定该电场的物理起源及其与地球绕太阳公转运动和岩石圈形变的关系。
• 评估该电场是否受地球磁场影响，或是否为独立的地球物理信号。
• 评估电场峰值、近日点/远日点日期与大地震发生时间之间的时序相关性。
• 建立基于周期性地电磁信号的长期地震预测潜在框架。

提出的方法

• 在希腊PYR站点对地球电场进行为期6.5年的监测（2003年5月至2009年9月）。
• 分析电场的365天周期分量，并与地球轨道近日点和远日点日期进行对比。
• 将电场振荡与地球磁场变化及潮汐形变进行交叉比对。
• 评估电场最大值与观测期内大地震发生时间之间的时序对齐情况。
• 使用谱分析分离T = 365天的振荡分量，并评估其与轨道位置的相位关系。
• 通过信号特征对比，排除地磁场感应作为观测电场来源的可能性。

实验结果

研究问题

• RQ1 地球电场是否表现出与地球绕太阳公转相关的显著365天振荡？
• RQ2 所观测到的电场是否由岩石圈周期性形变引起的宏观压电效应产生？
• RQ3 电场峰值是否与近日点和远日点日期一致，且与潮汐形变动力学一致？
• RQ4 大地震是否在时间上聚集于电场最大值及近日点/远日点事件附近？
• RQ5 电场信号是否独立于地球磁场，或由其感应产生？

主要发现

• PYR站点的365天周期振荡电场分量与地球轨道位置具有强相关性，峰值出现在近日点和远日点附近。
• 电场的驱动机制——由年度潮汐力引起的岩石圈形变——比近日点和远日点提前约一个月，与潮汐摩擦模型一致。
• 研究期间发生的大地震在时间上与电场峰值及近日点/远日点事件非常接近。
• 通过信号对比和相位分析确认，所观测电场并非由地球磁场感应产生。
• 该电场归因于由轨道变化引起的岩石圈周期性形变所触发的大规模压电效应。
• 结果支持将地球年周期电场振荡作为大地震中长期前兆的可行性。