近日，学院地球物理学专业2019级本科生李林轩同学有关三峡库区地震时空活动模式及其原因的研究成果在国际地学顶级期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters，EPSL）上发表。据悉，EPSL是全球首批68种Nature Index期刊之一，影响因子：5.255。
论文题为“What causes the spatiotemporal patterns of seismicity in the Three Gorges Reservoir area, central China?”。论文作者共2人，李林轩为第一作者，罗纲教授作为指导老师，为第二兼通讯作者。
水圈变化可以促进或抑制区域地震活动，该过程受到多种因素的控制，包括初始应力状态、预先存在的断层、裂缝的水力传导率和岩石的水动力特性等。在三峡库区，由于人类的调节，水库水位和自然降水呈现出相反的季节模式。这使得该区域成为研究水圈变化与区域地震时空活动关系的理想场所。
作者基于三峡库区蓄水第三阶段以来（2009年−2020年）的地震时空活动、水库水位和区域降水数据，利用多种统计方法分析了区域地震活动的时空模式及其与水圈变化的关系。为了阐明导致这些地震活动的潜在因素，作者引入了基于Drucker–Prager准则的屈服函数用于评估库水位变化对地震的触发作用，并模拟了季节性降水引起的孔隙流体压力变化。
研究发现，三峡库区的地震活动在空间上可以分成两组，震中集中在距水库0–12 km和32–70 km范围内。距水库较近的一组地震在冬季增强，在夏季减弱，这与水库水位高度相关。水库水位变化引起的区域应力场瞬时弹性响应可以触发大多数浅层地震和几乎所有深层地震。距水库较远的地震活动在一定程度上呈现相反的季节模式：冬季地震较少，夏季地震较多。地震频率与区域降水量呈中度相关。降水引起的孔隙压力变化存在两至三个月的延迟，不太可能是导致这组地震的主要因素，而与降水相关的大陆储水量变化可以成为这组地震的潜在机制。本研究中，与峰值应力相关的地震活动暗示了三峡库区的构造应力加载率较低，临界成核期较长。研究在一定程度上表明，降雨引起的孔隙压力变化单独可能不是导致这类板内地震的关键因素。
该研究一方面填补了对整个三峡库区地震活动研究的缺失，基于Drucker–Prager准则的应力变化可期待成为评估潜在地震灾害的一种方法，对防范和管理诱发地震有重要意义；另一方面，三峡库区位于稳定的扬子准地台，该研究有助于了解地震活动对地表过程的敏感性、板内地震活动的机制和地震诱发的物理过程。
李林轩是我院2019级地球物理学专业本科生，大学期间所有课程绩点为4.0（≥90分），其中四门课程100分，是国家奖学金、“于刚·宋晓”奖学金获得者。曾获美国大学生数学建模竞赛F奖、全国大学生数学竞赛湖北赛区一等奖、“外研社·国才杯”英语阅读大赛校级一等奖，获评武汉大学三好学生、武汉大学优秀共青团员、武汉大学社会活动积极分子等荣誉称号。担任武汉大学招生宣传学生大使，曾任测绘学院学生会学习部负责人。李林轩在大一入学时便制定了明确的大学规划，新生入学第二个月加入了罗纲老师的课题组，跟随课题组从事浅表面地球动力学过程的相关研究，怀揣着对地球物理学专业的热爱，在专业领域不断积累和探索。
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论文信息：Linxuan Li, Gang Luo*, 2022. What causes the spatiotemporal patterns of seismicity in the Three Gorges Reservoir area, central China? Earth and Planetary Science Letters, 592.https://doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117618.
文字：万太礼、李林轩
图片：李林轩
审核：胡俊英