墨西哥下加利福尼亚地震前后的CO异常

崔月菊 杜建国

（中国地震局地震预测研究所，北京 100036）

地震是地球系统复杂变化过程中的一种突变现象，具有高度的复杂性和不确定性。在大地震前后的活动断裂带常会有大量地下气体（Rn、Hg、CO2、CH4、CO、H2O、He、H2、O2等）向上逸出到大气中，引起大气中气体组分和浓度的变化。近年来随着高光谱分辨率卫星遥感技术的发展，人们逐渐开始应用具有探测大气成分的高光谱分辨率传感器对地震前后的气体地球化学异常开展新的探索研究。如郭广猛等利用MOPITT数据监测到2002年3月31日台湾MS7.5地震前1天震中区附近的圆形CO异常区；Singh等（2010）同样用MOPITT监测到2001年Gujarat地震前大气不同高度的CO含量明显升高，震后急剧下降。这些资料都说明可以利用遥感数据获取气体地球化学异常，进行地震监测。

2010年4月4日发生在墨西哥下加利福尼亚南部的MW7.2地震，震中平置（32.259°N，115.287°W）平于东太平洋隆起的北部，圣安德烈斯断裂带的南端。此次地震是1892年以来该地区震级最大的地震，在震中两侧产生了约75 km的北西向破裂带。利用搭载于太阳同步极轨卫星EOS-AQUA上的高光谱传感器——大气红外探测仪AIRS Level-3标准产品数据提取了该地震前后的CO总量数据，分析得到这些数据本身和相对于背景值的时时、空时变化特征。

图1 2010年1～6月月平平CO总量与历史同期背景值的差值分布图（单平mole/cm2）

2010年月平平CO总量与历史同期背景值的差值的分布图表明下加利福尼亚地震前约在2月份CO总量开始升高，三四份明显高出历史同期水平，5月份异常开始减弱至6月份完全消失（图1），但是用同样的方法2009年、2011年未发现异常。由AIRS降轨数据提取的2010年下加利福尼亚地震震中区的8天平平CO总量及其标准偏差变化数据显示，CO总量在地震前2个月到震后1个月左右持续呈现波动的高值，标准偏差增大，约是2010年其他时段的2倍。2～4月份CO总量约3个月持续高于前两年同期CO平值，高出约2～4×1017mole/cm2，5月开始基本持平，恢复正常年周期变化。该现象应该归因于地震孕育发生过程中地应力作用使岩石圈脱气增强、大气电磁和化学反应引起的CO含量的增加。研究结果表明利用卫星高光谱遥感数据提取与地震有关的CO含量的时空变化信息，对地震监测预报有重要意义。