地震作为人类面临的重大自然灾害之一,其突发性和强大破坏力给全球带来了沉重灾难。据统计,90% 以上的自然地震源于地震断层,而全球多数地震集中在板块交界处,如环太平洋和欧亚地震带。长期以来,地震预测一直是国际科学界的难题,1997 年《科学》杂志发表的《地震无法预测》一文曾代表了当时的主流观点。然而,各国科学家从未停止探索地震发生机制和预测方法的脚步。
由中国矿业大学(北京)深部岩土力学与地下工程国家重点实验室何满潮院士带领的科研团队在中国工程院院刊《Engineering》上发表了题为“International Correlation Research Program: Cross-Fault Measurement for Earthquake Prediction”(国际对比研究计划 —— 面向地震预测的跨断层测量)的观点述评文章。文章聚焦地震预测这一极具挑战性的领域,深入探讨了跨断层测量在地震研究中的关键意义和应用前景。何满潮院士团队通过长期的研究和实践,揭示了地震与滑坡灾害在力学本质上的相似性,创新性地提出了双体灾变力学模型,为地震断层活动的监测和分析提供了新的理论基础。
通过对地震和滑坡两种地质灾害的深入研究,发现它们的本质遵循牛顿第二定律,即两侧岩体相互运动的力为 “牛顿力”。在滑坡灾害研究中,2008 年该团队基于龙门山断裂带特征模型开发的室内物理模拟系统,发现地震发生时断层带牛顿力会突然下降。这一现象在大量室内实验中得到证实,并进一步发展为双体灾变力学模型(DBM)。DBM 通过引入人工力学系统(AMS)解决了自然力学系统(NMS)中牛顿力难以测量的问题,为研究板块运动动态特征提供了新途径。