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科学追问:汶川特大地震

稿件来源:成都日报           2008-6-27 7:25:15

 
 
四川新闻网-成都日报讯:


  5月12日四川汶川发生8级强烈地震,造成了极其巨大的人员伤亡和经济损失。这场特大地震具有哪些特征?地表破裂带在哪里?大区域地表如何变形?地震的根本原因是什么?

  就这些社会关注的问题,中国地震局地质研究所所长、国家汶川地震专家委员会南北带地震构造研究组组长张培震26日向全国人大常委会组成人员作了详细讲解。

  地震·为什么会发生在汶川

  ——权威专家详解四川汶川特大地震的特征与成因

  据张培震介绍,中国地震台网测定“5·12”汶川大地震的震级为8级,震源深度约为14公里,地震主要能量的释放是在一分多钟内完成的。

  到目前为止,已发生余震1.3万余次,并且还会持续相当长的一段时间,其中最大强余震震级达6.4级。这些余震主要分布在从映秀镇到青川县的龙门山断裂带的中北段,形成长达300公里的余震带。

  地震形成长300公里、深30公里的大断裂  最大垂直和水平错距分别达5米和4.8米

  张培震说,在地震发生的短短一分多钟时间内,地壳深部的岩石中形成了一条长约300公里、深达30公里的大断裂,其中的200余公里出露地表,形成沿映秀—北川断裂分布的地表破裂带。该带从映秀镇以南开始向东北方向延伸,经北川县,过平通镇和南坝镇,终止在青川县的石坎乡附近。另外,龙门山与成都平原交界的都江堰—江油断裂也发生了60多公里的破裂。

  张培震表示,由于地震的能量主要沿断裂释放,造成地震破坏在垂直于断裂的方向上衰减很快,所以这次地震对成都平原没有造成太大的破坏。

  因破裂起始点在汶川  地震因此命名为“汶川大地震”

  张培震表示,这次地震的破裂起始点在地面的投影对应着汶川县,所以被称为“5·12”汶川大地震。

  通过地震波反演获得的沿地震断裂面的位移分布表明,破裂带南段的映秀镇和中北段的擂鼓镇—北川县城一带的位移量最大,地表地震地质调查证实了这一点,这两个地段可能是能量释放最集中的地方,地震灾害也最严重。

  四大原因导致北川县城遭到毁灭性破坏

  张培震说,这次地震破坏严重的地方无一例外地都坐落在断裂带上。

  他特地分析指出,北川县城遭到毁灭性破坏的原因有四条:映秀—北川发震断裂从整个县城通过;县城附近的地震破裂位移量大,地震在这里释放的能量也大;县城坐落在河滩松散堆积物之上,场地效应和地基失效使破坏加剧;大量的山体滑坡和岩石崩塌使得灾害雪上加霜。

  全球定位系统观测显示:地震引起大区域地表变形

  张培震指出,这次地震还引起了大区域的地表变形。震后的全球定位系统GPS观测表明,龙门山和四川盆地除了在水平方向上发生大幅度的相向运动外,龙门山大幅度上升,其幅度正在测算过程中。

  四川盆地相对下降,下降幅度在沿龙门山前的安县、都江堰一带最大,达30—60厘米,向东迅速变小,到重庆一带反而表现出数毫米的上升现象,但误差较大。

  这种大尺度的地表变形图像是地震引起的弹性暂态形变,随着时间的推移会逐渐停息,恢复到原来的稳定运动状态。

  强震最根本动力来源:断裂带上产生能量积累和释放

  张培震说,汶川地震发生在四川龙门山逆冲推覆断裂带上。该断裂带是青藏高原和华南地块的边界构造带,经历了长期的地质演化,具有十分复杂的地质结构和演化历史。

  他指出,龙门山断裂带由三条具有发生强烈地震能力的主干断裂所组成:西边一条叫龙门山后山断裂(或汶川—茂县断裂),大体上沿汶川到茂县的高深峡谷延伸,这次地震时没有发生破裂,但滑坡等地质灾害十分严重;中间的一条叫龙门山主中央断裂(或映秀—北川断裂),沿映秀—北川—平通—南坝展布,连续性较好,这次8级地震破裂主要发生在这条断裂上;东边的一条叫龙门山前山断裂(或灌县—江油断裂),沿龙门山与成都平原交界处分布,这次地震形成了60多公里长的地表破裂。上述三条断裂在垂直剖面上呈叠瓦状向四川盆地内逆冲推覆,断裂倾角在接近地表处较高(50—60度),随深度向下逐渐变缓,到地下20多公里深处,三条断裂收敛合并成一条剪切带,成为青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制构造,从而形成中国大陆地形最陡峭的地方。

  龙门山断裂带8级强震的复发间隔估计在3000—5000年以上

  张培震说,震前的GPS观测表明,整个龙门山推覆断裂带的构造变形速率很小,只有每年3—4毫米,每条断裂上的滑动速率只有平均1—2毫米,地震地质研究得到的万年时间尺度的断裂滑动速率也证实了这一量值。但是,从若尔盖草原向西的整个青藏高原东部向东和向北的运动速率都很大,到龙门山的突然变慢说明应变和能量在龙门山发生积累。另外,龙门山断裂在地壳上部倾角很陡,到20公里以下才变缓,这种结构也有利于能量的高度积累,形成如此巨大的8级强震。

  龙门山断裂带滑动速率的缓慢还导致强震复发周期的加长,估计龙门山断裂带8级强震的复发间隔至少在3000—5000年以上,这就是为什么在几千年的历史记录中龙门山断裂带上没有发生过强震的原因。

  地震·在中国大陆分布不均

  ——权威专家详解中国的地震灾害与地震地质构造

  “中国是世界上地震活动强烈和地震灾害严重的国家之一。”中国地震局地质研究所所长、国家汶川地震专家委员会南北带地震构造研究组组长张培震26日向全国人大常委会组成人员作中国地震灾害与防震减灾专题讲座时,对中国的地震灾害与地震地质构造作了全面介绍。

  张培震指出,中国大陆强震的分布是不均匀的,其最显著特征是西强东弱,有历史记载以来,以东经107度为界,西部共发生7级以上强震91次,东部只发生27次(台湾省和东北深震除外)。但是由于东部人烟稠密经济发达,地震形成的灾害要远大于西部。地震活动西强东弱的原因是中国大陆构造变形的主要动力来自于印度板块对青藏高原的推挤。

  他表示,大陆强震还具有明显的分带性,强震沿地震带集中发生。

  ——新疆的强震主要沿南天山和北天山地震带发生,特别是南天山与帕米尔交界的乌什地区更是全球大陆强震的高发区,地震类型以挤压逆冲为特征,反映了天山山脉向塔里木和准噶尔盆地的双向逆冲作用。

  ——青藏高原的强震多数发生在周边地震带上,其南边界是弧形的喜马拉雅地震带,有历史记载以来发生过5次8级以上强震;东边界是著名的南北地震带,“5·12”汶川大地震就发生在这里;北边界是祁连山—阿尔金地震带,也控制了一系列7级以上历史强震的发生;高原内部的强震则主要发生在一些大的断裂带上。

  ——川滇地区也是中国大陆地震活动强烈的地区,有历史记载以来共发生7级以上强震23次,主要沿鲜水河—小江地震带和滇西(腾冲—澜沧断裂)地震带分布。

  ——由陕西渭河盆地、山西盆地带、内蒙河套盆地带、银川盆地和六盘山区组成的鄂尔多斯周缘地震带则是另一个强震活动带,控制了有历史记载以来的19次7级以上强震的发生。

  ——华北平原地震区有历史记载以来发生过7次7级以上强震。

  ——东北吉林和黑龙江一带的7级以上强震发生在600—700公里深度范围内,不对地表形成强烈破坏,是太平洋板块下插入日本岛弧和中国大陆之下的结果。除了福建和广东东南沿海受台湾海峡地质构造运动影响发生过7级以上强震之外,中国大陆的其他地区强震活动相对较弱,一般很少发生7级以上的破坏性地震。

  张培震表示,距“5·12”汶川大地震200多公里的岷江断裂,1933年发生7.3级叠溪地震,地震本身造成了约6000人的死亡,但地震滑坡形成了几个堰塞湖,48天之后溃坝,冲毁了下游村庄,造成2500人死亡。这一惨痛的历史教训表明,中央采取果断措施,迅速治理“5·12”汶川大地震形成的堰塞湖是完全正确和非常及时的。

  地震·我们究竟能不能预测?

  ——权威专家分析地震预测现状

  地震到底能不能预测?汶川特大地震发生后,社会各界对此看法不一。

  中国地震局地质研究所所长、国家汶川地震专家委员会南北带地震构造研究组组长张培震26日向全国人大常委会作中国地震灾害与防震减灾的专题讲座时表示:“在认真进行科学研究的前提下,地震的中长期预报(一般10年以上)相对可靠,但不是百分之百准确;短临预报非常困难,但不是绝对不可能。”

  中国地震局资深地震预报专家张国民研究员的总结则是:“在充分和合理地应用现有实践经验和研究成果的前提下,在某些有利条件下,对某种类型的地震,有可能做出一定程度的预报。”张培震认为,这样的总结比较实事求是,这就是中国地震预报的现状。

  张培震说,当前的科学技术虽然突飞猛进,但仍然是“上天容易入地难”。人们还不能对地震孕育发生的10—20公里深处进行直接观测,设在地表的间接观测也十分稀疏。地球内部的“不可入性”;大地震的“非频发性”;地震物理过程的复杂性等是地震预测的主要困难所在。

  张培震说,大地震重复发生的时间很长,对大陆内部的断裂而言往往是上千年到数千年,远远大于人类的寿命和仪器记录地震的时间,这就限制了对地震发生规律的经验总结。地震是在极其复杂的地质结构中孕育发生的,它的过程是高度非线性的、极为复杂的物理过程,人类迄今为止对这一过程的了解很少。这些困难都极大地影响到地震预测预报的准确性。

  美国科学家曾提出“地震是不可预测”的学术观点,认为目前在世界范围内还没有任何方法能够有效地进行地震的短临预报,也就是还不能准确地预报几天到1-2月内地震发生的时间、地点和强度。张培震说:“这种观点在科学意义上大体是符合实际的,但不是绝对的。”

  他指出,世界各国的地震学家们从来就没有停止过对地震预报的探索,并且不断地取得不同程度的进展。我国从1966年河北邢台地震起开始了地震预测的探索和实践,1975年对有明显前震活动的辽宁海城7.3级地震进行了成功的预报,之后还对发生在云南、新疆、青海和辽宁的一些具有某些“前兆”异常的中强地震进行过有减灾实效的震前预报。

  但张培震表示,据他了解,中国地震局监测预报司、中国地震台网中心和四川省地震局在“5·12”汶川大地震发生前没有接到任何有关这个地区正式的短临预报意见。从震前的监测结果来看,没有发现显著的、大范围的、能够让地震学家们在现有科学水平上、依据现有经验做出判断的“前兆”异常。

  “但这次强震究竟有没有与地震相关的‘前兆’异常,有什么样的‘前兆’异常,能够汲取什么样的经验教训,还要等待对震前所有资料的进一步深入分析后才能下结论。”他说。

  据了解,2004年批准的国家973项目的研究地区也包括龙门山断裂带,“5·12”汶川8级地震发生在项目研究区的东北部,获得了十分宝贵的震前和震后的观测资料。

  均据新华社


 
 
 
 
   
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