一、前言
一般而言，地震产生的原因是地壳快速运动过程中大量释放能量，造成地面的震动，这种震动以地震波的形式向外传播。仅需几秒钟或十几秒钟的时间就足以倾覆庞大的建筑物或使山体、地面发生变形。因此，地震的发生是一个很快的过程。
大部分地震主要环太平洋板块边界带发育，部分地震位于内陆活动断层。根据世界地震分布图可以看出，绝大多数地震都分布在南纬60度和北纬60度之间的广大地区，南极和北极地区则很少有地震发生（图1）。世界范围内强震发生颇多，目前影响最大的破坏性地震事件是2023年土耳其连续发生的两次7级以上大地震，并且震后余震依然强烈且频繁，共造成数万人伤亡，上百万人无家可归（图2）。频繁发生的大地震使得我们越来越关注地震灾害的问题，同时令我们想起一个老生常谈的问题——地震真的可以预测吗？
在目前的技术条件下，地震发生条件非常复杂，预测是不现实的。不过科学家们正在探索预测地震的各种方法，其中很多人认为对慢地震的研究可能有助于预测地震。由此引申出一个问题，什么是慢地震？
图1 全球性地震事件分布
图2 土耳其-叙利亚部分受灾照片
二、何为慢地震
首先要认识岩石圈的活动规律：板块运动时会相互碰撞或分离，带给板块边界处巨大的压力或拉力，这个压力或拉力会传导到板块内部，使板块边界或板块内部的岩层破裂形成断层，多个巨大的断层还会组成断裂带，这就是绝大多数地震的发源地。一个大地震的断层面破裂长度往往达到数十乃至数百千米，比如2023年土耳其地震的破裂断层的总长度就超过了360千米。用破裂长度除以破裂速度，就是地震的“震源持续时间”。一般来讲，普通地震的震源持续时间很短，仅有十几秒到两百秒左右。
如果一个断层的破裂速度非常慢（比如只有3米/秒，甚至0.3米/秒或更低），在断层破裂长度不变的条件下，最终释放的能量将与普通地震相差无几。但因断层破裂速度变慢，不仅人类无法感知这种地震的发生，且目前最先进的地震仪也很难测量，这种地震就被称为慢地震（图3）。
图3全球慢地震分布范围
三、发生慢地震的原因
慢地震通常会缓慢释放板块间的应力，与常见的地震形式相差甚远，是否以这种形式释放应力的运动就不是地震呢？其实不然，缓慢释放应力也是一种地震的运动形式。慢地震最早发现时间是本世纪初，由日本的GPS观测数据捕捉到的，主要发生在俯冲带区域附近。这种类型的地震事件在板间称之为慢地震、震颤、慢滑移事件，在板内称之为断层的蠕滑(creeping)（图4）。由于慢地震滑动速率缓慢，人类难以察觉，只有通过高灵敏度的探测仪器（比如连续GPS观测站、宽频带地震仪）才能观测到。
图4断层间蠕滑与应变积累间关系
蠕滑的机制目前认为可能与断层较弱的强度（低摩擦系数）、断层面上弱的正应力、流体的作用等有关。慢地震的运动主要与活动断层表面摩擦力密切相关，科学家对动摩擦系数研究后，给出经验公式：
其中，u0是活动断层以v0滑动时候的摩擦系数，可以根据实验室模拟结果给出。
a-b代表物体的性质：
（1）板块相对运动的速度越快，摩擦越小，即为速度弱化（如花岗岩）此时a-b＜0；
（2）有时物体的摩擦系数会随着滑动速率增加而增加，运动速度越快，摩擦力越大，即为速度强化（比如饱水黏土），此时a-b＞0；
（3）a-b=0则是二者的过渡区，通常也是慢地震发生的主要场所。
五、慢地震有助于地震预测的原因
目前有关慢滑移能够预测地震的研究成果，大多来自实验室模拟和大地测量观测。其中，实验室模拟实验表明，在普通地震发生之前，一般都会发生慢地震。相关学者专家利用花岗岩为材料，表示为a-b＜0的区域（速度弱化区）进行滑动实验，发现在花岗岩中，慢地震也是地震过程的一部分，实验的具体内容如下：
首先切割出长度6cm，宽度为3cm的立方体花岗岩（图5），3个块体水平放置，对两侧块体沿水平方向施加压力（即推挤过程），使其夹住中间的块体，然后给中间的块体施加一个向上的推动力量。中间的块体先是纹丝不动，但当推力增加超过某一界限时，中间的块体会开始缓慢地滑动，随后很快地加速，最后发生错动。实验结果类比于地震发生过程表明，纹丝不动阶段代表未发生地震的情况，缓慢滑动阶段代表慢地震的情况，很快地加速阶段代表地震发生时的情况。
图5 示意图
总之，无论是实验还是实际地表观测，都能够捕捉到慢地震影响大地震的地表位移证据，并且大部分普通地震发生之前，均有慢地震的发生。如果对慢地震进行仔细研究，深入了解各个俯冲带的慢地震波形特点及其历史特征，就有助于进行大地震的预测。但是，目前影响研究进度最大的原因是现有的地震仪很难精确识别慢地震，未来需要更高时间、高空间、高精度的仪器设备对慢地震进行识别和观测。
参考文献：
[1] (美)塞思·斯坦, (美)迈克尔·维瑟逊著. 地震学, 震源及地球结构概论. 北京: 科学出版社, 2020.03.
[2]王卫民, 赵连锋, 李娟, 等. 四川汶川8.0级地震震源过程[J]. 地球物理学报, 2008, 51(5): 1403-1410.
[3] (日)川崎一郎著 陈会忠等译.何谓慢地震：探索巨大地震预报的可能性[M]. 北京:地震出版社, 2013.
[4] 周聪. 地震前兆性慢滑移事件研究[D]. 中国地震局地质研究所, 2021.DOI:10.27489/d.
[5] 吴忠良, 许忠淮, 地震学百科知识(四)慢地震. 国际地震动态, 第5期(总第413期), 2013年5月
[6] 闫伟, 彭汉书, 静/慢地震研究现状及意义. 大地测量与地球动力学, 第31卷增刊, 2011年6月.
[7] 时振梁, 李群, 武焕英, 杨玉林.中国历史上一次可能的慢地震--1597年10月6日渤海地震. 地震学报,第7卷第3期,1985年8月.
撰稿：张鲁鹏
审核：付媛媛 周 锐
