■甘晓四川省芦山4207.0级强烈地震发生后,有关地震的科学研究再次受到关注。公众将大多数的目光都集中在了临震预报上:地震究竟通过什么方式才能进行准确预报?要回答好这个问题,离不开地震基础科学的研究。相对于地震监测台网、预警、应急系统等应用性较强的研究领域,诸如活动断裂带一类的地质学研究可以看作地震基础科学研究。然而,纵观我国不长的地震科学研究历史,可以看到,地震基础科学研究仍然以功利的思想作为主导。活动断裂带研究便是极为典型的例子。20世纪初,甘肃海原地震引发了以翁文灏为代表的第一代地质学家的关注,并形成活动构造地震说。在1950年到1980年世界地震发生高峰期间,我国又形成以邓起东为代表的第二代活动断裂带研究队伍,并得到了政府的支持,收获一批丰硕的成果。随后的一段时间,地震相对平息,国家层面资助的活动断裂带研究也随之中断,研究队伍进而受到影响。直到21世纪初,日本、我国台湾等地发生城市直下型地震,造成严重损失,我国活动断裂带研究才又一次得到了发展的机遇。在我国,以活动断裂带研究为代表的地震基础科学研究总与地震发生的频率息息相关。也就是说,地震多了,基础研究得到支持便向前迈进一步;反之,地震少了,基础研究成果也因为经费支持减少,研究水平停滞不前。要搞好地震科学研究,基础科学绝不能像这样挤牙膏似地前进。首先,基础科学研究本身具有一定的前瞻性。没有地震发生,地震科学研究很难有一手的现场资料。但是,假如研究总是在地震后开展和推进,就难以形成对陆地变化前瞻性的掌握。其次,中国国土广大、地形地貌相对复杂,地震基础科学研究工作至今仍然比较薄弱。未来,要全面掌握大陆内部地壳活动的特点,还需要花费相当长的时间和精力。在短时间内看似稳定的区域内,也要作好进行长期研究的准备。再者,地震基础科学研究需要有一支稳定的技术队伍。一方面,地震基础科学研究的进展也要依靠这支技术队伍在实践工作中代代传承,另一方面,只有长期、稳定的实践工作,才能源源不断地培养出具有一定水平的研究人员。当然,中断连续的研究进程也会浪费不少人力、物力和财力。因此,地震基础科学研究需要得到长期、稳定的支持。值得庆幸的是,2004年以来,我国再次投入巨资启动全国活动断裂带研究工作大城市活动断裂探测和危险性计划。2010年,喜马拉雅计划中与活动断裂带相关的研究工作也将规划做到了2020年。希望这一次的支持不是因为近期全球迎来新的地震发生高峰期才获得的,希望决策者能真正从历史上吸取教训,重视地震基础科学研究,长期、稳定地支持这项研究,使研究成果更好地服务于国民经济建设与防震减灾事业。《中国科学报》
(2013-04-26 第1版 要闻)

▲中国地震活动断层探察项目工作照探槽剖面挂网与年代样品采集■本报记者 甘晓 实习生
温超
距离汶川地震还不到5年,四川省芦山4207.0级强烈地震的发生,再次唤起了国人关于地震的伤痛回忆。近百年来,神州大地不止一次被地震撼动,每次均伴有不同程度的人员伤亡和经济损失。1917年1月、2月,安徽霍山县发生6.3级地震;1920年12月,现宁夏海原地区发生8.5级大地震;1966年3月,河北邢台连续发生多次6、7级地震;1975年2月,辽宁海城发生7.3级地震;1976年7月,河北唐山发生7.8级地震;2008年5月,四川汶川发生8.0级地震。抛开伤痛,科学家的任务更为艰巨。他们总是被这些问题困扰:中国的地下活动究竟如何?我国哪些地方可能发生大地震?应当如何最大程度地降低地震带来的损失?事实上,我国科学家对这些问题的探索一直没有停止过。寻找大地的伤口4月24日,中国地震局地质研究所研究员徐锡伟已带领团队在芦山县震区工作了4天。当《中国科学报》记者联系到他时,已是当天晚上10点。虽然连续作战,但谈起这几天的工作,徐锡伟的声音里听不出半点疲惫。应急科学考察工作迅速开展起来,地震灾害评估也兼顾着干一些。徐锡伟说,他们正争分夺秒地调查和记录每一个地质现象。几天来,徐锡伟的团队分成六个小组,在震中地区漫山遍野地寻找一个重要的科学现象。根据勘查,这个现象极有可能在半山腰,汽车无法到达。所以,团队成员在半山腰整整走了4天。他们要寻找的是当今地震研究中的关键证据地震地表破裂带。形象地说,便是大地被地震撕开的那条伤口,这有助于科学家全面掌握位于此次地震发生地点的地壳运动状况。徐锡伟说:一般来讲,大于6.5级的地震都会在地表产生几十到几百公里的破裂带。汶川地震时就产生了长达240公里的地表破裂带。不过,截至记者发稿时,他们并没找到明显的地表破裂带。据徐锡伟推测,极有可能生成了隆起或者凹陷。中科院院士、中国地震局地质研究所研究员邓起东则认为:可能是由于此次地震释放的能量较小,不足以造成地表破裂。徐锡伟告诉《中国科学报》记者,接下来的几天,他们还会在山上继续寻找这条大地的伤口。对地质科学家而言,寻找伤口是为进一步的科学研究搜集宝贵证据。而这进一步的研究,便是地震学界的一个恒久命题活动断裂带。骑毛驴的调查活动断裂带是19世纪末、20世纪初美国和欧洲的科学家在研究大地震及其与断裂带的关系时提出来的概念。徐锡伟说,在我国,真正大规模的活动断裂带研究开始于1966年邢台地震,至今也不过50年左右。回溯地震科学史,有关活动断裂带的研究始于地质构造学。1922年8月,第13届国际地质学大会在比利时布鲁塞尔召开。当时,北洋政府统治下的中国风雨飘摇,地质科学几乎无人问津。然而,就在这次会议上,一名来自中国的年轻地质学家引起了国际科学界的关注。他在会上宣读的《中国某些地质构造对地震之影响》的论文,总结了中国地震分布区域与地质构造的关联,并断定地质构造是发生地震的主要原因。这位33岁的年轻人便是后来著名的地质学家翁文灏。他和丁文江、章鸿钊、常隆庆等学者一起,在标示中国地震带上实现了零的突破。1917年初,安徽霍山县接连发生6.3级与5.5级地震,震中烈度达8度。当时的中央政府农商部地质调查所对这次地震展开了全面调查。最终,研究人员绘制出两次霍山地震的等震线图。这是我国地质工作者首次绘制的两幅等震线图,图中除了标明烈度数外,还标出了断层线。中国地震科学研究的新时代由此开始。1920年末,甘肃海原发生8.5级大地震,死亡20多万人。翁文灏对此进行了长达4个月的野外调查,并绘制出等震线图。据邓起东了解,当时条件艰苦,测量工具落后,没有无人机、卫星、遥感技术,连汽车也没有,翁文灏几乎是骑着毛驴干完了活儿。正是因为受条件限制,到上世纪中叶,当邓起东再次考察海原地区地质构造时,在当年翁文灏绘制的等震线图中发现了一些明显的错误。不过,地震地质界仍然对翁文灏的工作评价极高,认为这是中国现代地震地质活动构造工作的开端。他居然能在那个时候就认识到,既然位于中国大陆内部的海原能发生地震,那么其他地方也能发生地震。邓起东认为。翁文灏还找出了可能发生地震之处的共同点。例如,地震带皆有大断裂,发生大地震的断裂时代都较新,水平断层与垂直断层皆能发震。1923年,《科学》杂志发表了翁文灏《中国地震分布简说》一文。文中展示了他绘制的我国16个地震带的《中国地震区分布图》,揭示了中国境内四类地震带的位置及其与大地构造、活动大断裂的密切关系。这是中国首张地震区划图,自此活动构造研究成为构造地质学的一个重要分支,并成为地震研究的一项重要内容。定性到定量的跨越不过,直到30年后,我国对于地震的学术研究才有了新的进展。上世纪六七十年代,正值全球地震发生的一个高峰期,我国也屡次遭受地震重创。1966年的邢台地震、1975年的海城地震、1976年的唐山地震,都带来了惨重的人员伤亡和经济损失,促使国家对地震科学研究的部署进行了重大调整,中国开始进入活动构造的普查和发现时期。首先便是研究人员上的调配。邓起东告诉《中国科学报》记者。彼时,邓起东正在中科院地质所从事科研工作。服从国家调配后,他开始与来自中科院、地质部、测绘局和石油部的研究人员一起开展地震研究工作。为最大程度地集中科研力量,1978年,中国地震局成立。那一批单独抽调出来的科研人员和邓起东一起,从原单位调至中国地震局工作。此时,国际上有关活动构造的研究也在不断深入。尤其是随着新技术方法的使用,活动断层研究进入了定量化研究时代。例如,美国地质调查局专家沃伦斯通过考察活动断层能量积累、滑动速率与地震重复间隔的相关性,建立了计算公式。另一位地质学家艾伦的研究生则将地质调查中的探槽手段应用到古地震研究中,引起轰动。在国内,地震工作者开展了大规模地震地质研究,并在上世纪70年代初提出了地震地质和活动构造研究的几大原则:由老到新、由浅入深、由静到动、由定性到定量。邓起东回忆说:这几项原则与当时国际研究趋势完全一致。在完成对我国许多活动断裂带的普查工作后,1981年,邓起东挑选了中国地震地质学具有里程碑意义的海原断裂带作为定量研究的开端,并带领一批年轻人深入西部。我们在海原扎根,一待就是七八年。回忆当年的艰苦生活,邓起东至今仍然满含热忱。1988年,邓起东团队完成了海原断裂带200多公里的1:5万大比例尺填图。这项成果实现了我国活动断裂带从定性到定量研究的跨越。1989年,八五伊始,中国地震局开始将邓起东等人在海原断裂带的示范性工作推向全国。全国范围内活动断裂带填图工作就此展开,并一直持续到1995年。不过,邓起东渐渐感到项目经费的捉襟见肘。每年下拨经费300万,全国至少有200名专家参与。项目运行到最后一年,连出版经费都没有了,我也很无奈。至今,一些科学家仍然在推动当时填图工作成果的出版。通过这个项目获得的资料都是基础性资料,虽然出版时间耽搁了,但是仍然有非常大的价值。邓起东说。正是七五、八五期间的这项工作,为地震局如今的应用性研究立下了汗马功劳。九五期间,由于经费紧缺,对于活动断裂带的研究不得不停滞下来。新世纪的曙光上世纪90年代后期,日本阪神、我国台湾集集等发生的大地震让世界震惊。由此,科学家们开始认识到,研究城市屁股底下的活动断裂带对减轻地震损失有重要意义。2000年,中国地震局提出城市活动断裂探测和地震危险性评价计划。该计划得到当时中央高层的批示,最终获得4亿元项目经费,并在2004年顺利启动。其间,地质学家发现,如果能确定在城市范围内存在活动断裂,那么做好了这些活动断裂的定位、探明它们的最新活动和深部背景、确定断层的运动速率、了解了多次地震中能量积累和释放的过程等,就有可能推算出下一次地震将在什么时候、什么地点、以多大的震级发生。这正是地震预测中的三个要素。徐锡伟说,要准确掌握这三个要素难度很大,目前对于活动断层的研究还只能对震级进行相对准确的预估。除了预测未来地震的震级,城市活动断裂带研究还有助于对地震危险性的评估。当年,翁文灏在考察海原地震后便提出了一套减轻震灾的对策,这是我国历史上首次从地震科学研究中总结出的防灾措施。
他建议改良建筑实为减轻震灾之唯一方法。翁文灏之子翁心钧在一篇回忆录中这样写道。1991年,在我国第一条输油管道建设中遇到活动断裂问题,管道从新疆乌鲁木齐到河南洛阳,跨越了2000多公里国土。当时就在考虑,要穿过多少断裂带、能不能躲避、不能躲避时还要采取什么措施。作为活动构造专家,邓起东领导了这项工程的地震危险性评价,并提出了多种活动断裂未来错动量评估的方法,使活动断裂定量研究得到新的应用。徐锡伟则认为,活动断裂带研究能在城市规划上发挥作用。新城建设要考虑避开活动断裂带,或者按照一定标准和质量去建设,有效减轻地震带来的破坏,保证城市居民的安全。科学家们首先按照直辖市、省会和百万人口以上挑选了24个大城市,并在其周围划定一个长宽各150公里的工作区,把先前的遥感资料、地球物理、地质地貌资料集中起来寻找活动断层,并用地震探测等手段探察隐伏区的断裂带,对目标区范围内的断裂活动尤其要详细探查。作为项目专家之一,邓起东指导工作时总结出有没有、活不活、深不深、震不震、好对策等几个工作要点。首先要看有没有活动断层,再考察是否是活动的断层、其深度背景如何、有没有可能发生地震,还要给予合适的避让措施。据徐锡伟介绍,针对全国24个大城市的活动断裂带探测和危险性评价工作于2008年结束,项目在24个城市探测断裂130多条,长度近4000公里,详细探测和评价断裂58条,确定活动断裂26条。成果包括编制完成24个探测城市1:25万地震构造图和1:5万活动断层分布图,编制完成活动断层地震危险性评价成果图,完成活动断层基础数据库建设。目前,该工作正在有序地向各省地级市推进。比如,河北省计划在承德、石家庄、张家口、邢台等11个地区开展城市活动断裂探测工作。在邓起东看来,汶川地震是对我国地震科学界的一次重击。从科学研究上看,汶川地震的确是一次漏报。这表明对龙门山断裂带的构造、孕育和发生的机制等重大问题还研究得不够。喜马拉雅计划两年后,在财政部和科技部的支持下,喜马拉雅计划启动。通过查询中国地震局网站,记者了解到,喜马拉雅计划是中国地震科学环境观测与探察计划的重要组成部分,包含中国地震科学台阵探测、中国综合地球物理场观测、中国地震活动断层探察等三个子项目。其中,中国地震活动断层探察项目阶段性计划是用5年时间,完成我国大陆破坏性地震多发地区和主要活动构造带地震多发地段的华北地震构造区、南北地震构造带和天山地震构造带44条主要活动断层条带状填图。目前,计划刚开展了3年时间,华北地震构造区填图工作基本结束,南北地震构造带也已开展了一些工作,并涉及此次芦山地震所在区域。据了解,在芦山地震发生前,科学家对该地区的活动断裂带已有了一定认识。1997年西藏玛尼发生7.5级地震、2001年昆仑山口西发生8.1级地震、2008年汶川发生8.0级地震、2010年玉树发生7.1级地震近年来密集的地震表明,位于青藏高原北部狭长的巴颜喀拉板块是一个相当活跃的板块。其中,汶川地震发生在龙门山断裂带上,这是南北地震构造带中最东缘的逆冲断层带,也位于青藏高原北部狭长的巴颜喀拉板块东部边缘地区。4月21日,芦山地震后的第二天,中国地震局召开了专家会商。其中,南北地震构造带中南段未来发生地震的可能性引发热议。有专家提出,根据调查结果,巴颜喀拉板块的活动期还没有结束,南北地震构造带中段和南段还有可能释放能量,从而引发大地震。该观点得到了大部分在座专家的认可。据徐锡伟介绍,此次芦山地震发生在南北地震构造带的中南段。中国地震活动断层探察项目正在这一地区进行工作,进一步的调查研究有望回答这个科学问题。仍然身处震区的徐锡伟称,五六天后,应急状态下的科学考察将结束。未来,我们还将回到雅安对此次地震区域进行全面的科学考察。从认识活动断裂带、活动断裂带定性普查,再到活动断裂带定量研究、城市活动断裂带危险性评价以及全国范围内活动断裂带填图和评价,一个多世纪以来,我国地震地质科学围绕活动断裂带的研究工作从基础到应用、从粗略到精确,正在一步一个脚印地前进。而未来,准确标示中国地震带将一直是地震科学家们的梦想。《中国科学报》
(2013-04-26 第1版 要闻)

摘要:
汶川8.0级大地震过去一个月半,中国地震局地质研究所所长、研究员,国家汶川地震专家委员会南北带地震构造汶川地震有没有“前兆”?中国最高专家有说法汶川8.0级大地震过去一个月半,中国地震局地质研究所所长、研究员,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日下午为中国人大常委会做”地震灾害与防震减灾”讲座,题目是《中国地震灾害与防震减灾》。地点北京人民大会堂,讲座主持吴邦国委员长。以下是内容摘要。  一、中国地震地质构造:西强东弱
  中国是世界上地震活动强烈和地震灾害严重的国家之一。1900到2007年间,大陆地区已经发生7.0至7.9级地震70次,8.0级及以上地震6次,这些地震造成的灾害涉及28个省份,死亡59万人,伤残76万人,受灾达数亿人次。
  地震是一种自然现象,地球表面山川地貌的形成在很大程度上就是一次次强烈地震的结果。在地球内部动力作用下,能量在断裂的特殊部位缓慢积累,当其超过岩石或断裂能够承受的限度时,就会突发错动,使已积累的巨大能量以地震波的形式瞬间释放,引起地球表面的剧烈振动,导致建筑破坏和自然地貌改观,并可能产生长达几十到几百公里的地表破裂带。衡量一次地震释放能量的大小用震级表示,而一次地震对地面和建筑物的破坏程度用地震烈度表示。例如,5.12汶川大地震的震级为8.0,震中区的最大地震烈度超过XI度(新中国烈度表划分的最大烈度是XII)。
  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。
  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,如1954年西藏当雄8级地震发生嘉利断裂带上,
2001年昆仑山口西8.1级地震发生在昆仑断裂带上。
  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。其中1556年陕西华县8级大地震及后续次生灾害造成了83万人的死亡,是有历史记载以来死亡人数最多的一次地震事件。而1920年宁夏海原8.5级地震形成了长达215公里的地表破裂,造成了20万人的死亡。
  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。东部沿郯城-庐江断裂1668年发生过8级强震。北边界的张家口-渤海断裂带与盆地内北北东向断裂的交界地带往往是强震的孕育场所,如1679年三河-平谷8级地震和1976年唐山7.8级地震。华北平原的7级以上地震还沿内部主要活动断裂发生,如1937年山东磁县和1966年邢台地震。
  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。
  上述强震活动受中国大陆周边动力环境和内部地质构造的控制。中国大陆地处欧亚板块的东南部,为印度板块、太平洋板块和菲律宾海板块所挟持,板块间的相对运动和板内动力作用控制着中国大陆地震的空间展布格局,其最显著的特征之一就是巨大的活动断裂十分发育,将中国大陆切割成为不同级别的活动地块。活动地块边界带也就是重要的地震带,例如青藏地块的东边界带就是著名的南北地震带,这次5.12汶川大地震发生在其中段的龙门山断裂带上,这就是中国大陆地震成带分布的原因。值得一提的是距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人的死亡。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。
  由于绝大多数7级以上强震都发生在活动地块边界的活动断裂带上,查明这些断裂带的活动习性和长期地震危险性,是做好防震减灾工作的基础环节。建议有关部门统一规划,按轻重缓急分阶段地对全国主要活动断裂开展详细调查和综合研究,为防震减灾提供基础信息。
 下页:汶川强震是一种值得重视的新的地震类型,北川县城遭毁灭性破四原因  二、北川县城遭到毁灭性破坏的四条原因  中国地震台网测定5.12汶川大地震的震级为8.0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一万三千多次,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。
这次地震释放出巨大的能量以地震弹性波的形式传遍中国大陆乃至整个地球,地震波引起强烈地面震动造成大量房屋倒塌和近7万人的死亡。地震还引发数以万计的山崩、滑坡、塌方、泥石流等严重地质灾害,毁坏了交通、通讯等生命线系统,给营救工作带来巨大的困难。由于地震滑坡对河流的阻塞,还形成众多的堰塞湖,对下游人民群众带来极大威胁。总之,这次地震是中国1949年以来发生的破坏性最为严重的地震事件。这次地震是龙门山断裂带内映秀-北川断裂活动的结果。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灌县-江油断裂也发生了60多公里的破裂。地震地表破裂带延伸方向是从西南到东北,断裂面向西北方向倾斜,相对于四川盆地,龙门山沿这条地表破裂带既有向上的运动,又有向东北方向的运动,其最大垂直错距和水平错距分别达到5.0和4.8米,沿整个破裂带的平均错距可达2米左右。在地表破裂带经过之处,所有的山脊水系和人类建筑均被错断毁坏,并形成大量的滑坡、山崩、泥石流等地质灾害,与之相对应的地表均是震灾最严重的地方。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。
  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。另外,这次地震破坏严重的地方无一例外地都坐落在断裂带上,例如北川县城遭到毁灭性破坏的原因有四条:1.映秀-北川发震断裂从整个县城通过;2.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;3.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;4.大量的山体滑坡和岩石崩塌使得灾害雪上加霜。
  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,随着时间的发展会逐渐停息,恢复到原来的稳定运动状态。
  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。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狭谷延伸,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8.0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°),随深度向下逐渐变缓,大概到地下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。强烈的相对运动导致了龙门山与四川盆地的高差十分巨大,在不到60公里的范围内,从海拔约600米迅速上升到近4000-5000米,形成巨大的地貌台阶,是中国大陆地形最陡峭的地方。
  这次巨大地震的最根本动力来源还是青藏高原和华南地块之间相对运动在断裂带上产生的能量积累和释放。印度大陆向北推挤,形成了“世界屋脊”青藏高原,其平均海拔高度超过5000米,地下的地壳厚度达60-70公里,比四川盆地厚40公里的地壳多出20-30公里。在这种状态下,青藏高原不可能再向上升高和向下增厚,高原内部的地壳物质只能向东和向北扩展,导致高原在这两个方向上的增生。由于强硬四川盆地的阻挡,在青藏高原东部与四川盆地交界地带就形成了南起泸定和天全,北达广元和陕西勉县、长近500公里、宽约40-50公里、北东走向的龙门山脉。构成龙门山山脉的重要岩石单元是古老的杂岩体(彭灌杂岩,宝兴杂岩),这种岩石抵抗破坏和断裂的强度特别大,能够积累很大的能量在瞬间释放形成强烈地震。
  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8.0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。
  2008年5月12日突然爆发的汶川8.0级地震是一次低速率、长周期和高强度的巨大地震。这次地震的特点是能量积累慢、复发周期长、影响范围大、破坏强度高、次生灾害重。由于这种地震发生在大陆内部,对人类社会的破坏性极强,并且难以预测,是一种值得重视和深入研究的新的地震类型。
下页:汶川地震前没有显著“前兆”  三、汶川地震前没有显著“前兆”  地震预测是一个世界性的科学难题。陈运泰院士曾系统总结和解释过地震预报的主要困难所在: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。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。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。上述的主要困难极大地影响到地震预测预报的准确性,在制定防震减灾政策时应给以充分的考虑。
  美国科学家们曾提出“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。这种观点在科学意义上大体是符合实际的,但不是绝对的。事实上,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,受到了有关省市和中国地震局的表彰。
  那么,地震能预测吗?我认为,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比较实事求是,“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。”这就是中国地震预报的现状。
  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8.0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。据我的了解,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。下页:防震减灾,中国以后怎么办
  四、防震减灾,中国以后怎么办
  中国是多地震国家的事实注定了伟大的中华民族将会永远与地震灾害相伴,在减轻地震灾害的实践中成长、发展和崛起。因此,我们必须有一个适合于中国国情、能够长期坚持的防震减灾的发展战略。我认为要在三个方面加强工作:
  (一)坚持预防为主,综合防震减灾
  2004年中国地震局提出了防震减灾工作的指导方针,即:“坚持防震减灾同经济建设一起抓,实行以预防为主,防御与救助相结合的方针。切实加强地震监测预报、震灾预防、紧急救援三大工作体系建设,进一步完善地震灾害管理机制。”这个指导方针是正确的,是符合中国减轻地震灾害实际的,也是应该长期坚持下去的。但是,通过对5.12汶川8.0级强震的总结,需要对“预防为主”的内涵进一步明确,重点进一步突出。
  5.12汶川大地震血的教训再一次告诉我们,防震减灾仅有地震的监测预报是不够的。前面已经讲到,地震预测是一个没有解决的世界难题,具有很大的不确定性;另外,即便对一次破坏性地震进行了成功的震前预报,地震还是会形成重大的灾害,还是要导致重大的财产损害,造成严重的经济、社会后果,还是需要采取措施抗御地震灾害。防震减灾必须走预防为主、综合减灾的道路,预防应该包括提高抗御地震的能力,科学地开展监测预报工作,提高社会防震减灾的意识等。
  预防首先是要提高抗御地震灾害的能力。地震主要是通过对人类建筑物的破坏造成人员伤亡和经济损失的,科学合理地抗震设防是防震减灾的基础环节。要加强地震安全性评价和活动断层探测研究工作,为避开断裂错动引起的破坏提供基础信息,为工程建设的防范措施提供依据。继续严格执行《防震减灾法》中对一般建设工程、重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程的要求,选择安全可靠的场地,按照抗震设防要求进行抗震设计。5.12汶川地震的事实告诉我们,只要做到了这些还是能够在很大程度上减轻人员伤亡和经济损失。例如,四川彭州市白鹿镇中学的两栋教学楼分别位于发震断裂两侧,地震时断裂错动达2.1米,但由于教学楼避开了断裂,并且建筑质量较好,楼房没有倒塌,也没有师生的伤亡;而坐落在发震断裂带上的北川县城的毁灭性破坏恰恰是一个反例。
  科学地开展地震监测预报工作。地震预测(特别是中长期预测)至少能够提供未来有可能发生地震的地方,这是防震减灾工作中的重要一环。众所周知,美国不进行地震预报工作,而是通过单纯的增加投入,提高房屋的抗震性能达到减轻地震灾害的实效,这种战略是由他的国情所决定的。美国强震危险区的面积集中在其西海岸,而且经济实力雄厚,可以增加投入,把房屋建设得抗震能力很强。做好地震的监测预报研究一方面是确定重点危险区的基础,同时,如果能够对某种类型的地震,做出一定程度的预报的话,则会起到更大的减灾实效。因而,中国的防震减灾绝不能放弃、而是要加强地震监测预报的探索和努力,要在对5.12汶川大地震进行总结的基础上,对地震监测预报的战略、重点和思路要进行反思,进一步明确科学问题和主攻方向,在完善现有地震监测网络的基础上,增加监测密度,提升监测水平,构建立体监测体系,力争取得更大的进展。
  提高社会防震减灾的意识。预防为主的重要一环是提升全民防震减灾科学素质,要积极开展防震减灾科普宣传和法制教育,在全社会弘扬科学防灾理念,按照胡锦涛总书记的要求,把防震减灾科普知识,“纳入国民教育,纳入科技、文化、卫生‘三下乡’活动,纳入全社会科普活动,提高全民防灾意思、知识水平和避险自救能力”。四川安县桑枣中学平时注重应急疏散演练,地震时2000多名师生的撤离井然有序,没有一个伤亡。另外,防震减灾是一个复杂的系统工程,除了依靠中国地震局这样的专业部门外,还要发挥国土资源部、建设部等其他相关职能部门的重要作用,还要依靠群众,调动一切可以调动的力量,引导全社会共同关心、参与防震减灾工作,才能够全面推动防震减灾事业的发展。
  (二)依靠科学技术,加强基础研究
1966年邢台地震后,地震预测预报成为中国地震科学技术的主攻方向。此后相当一个时期的发展,实际上是围绕着这一主攻方向展开的。现在,越来越多的专家认识到,防震减灾是一个综合性的科学技术问题,需要全面考虑监测预报、震害防御、应急救援等各个环节的科学技术问题,优化整合各类科技资源,将建立地震灾害综合防御体系列入有关发展规划,并且需要从基础研究、应用基础研究、应用研究到技术开发、工程实施进行一整套专业力量的优化配置。
  当前特别需要的是加强三方面的研究工作:1.
与地震科技相关的基础性工作,例如我国大陆发育400条以上有可能产生强震的活动断层多数没有开展系统的综合研究,只对约20个大中城市下面的隐伏断裂开展过详细探测、断裂活动性和地震危险性评价,这显然不能满足防震减灾对基本资料的需求,迫切需要对中国大陆的活动断裂和潜在地震危险区进行深入调查和综合研究。2.
在加强监测的基础上开展地震孕育发生物理过程、地震成灾机理等基础研究。综合理解强震孕育和发生的物理过程是从根本上提高地震预测水平的关键,也是更加科学地进行地震烈度区划、合理提出抗震设防要求的基础,而建筑物地震破坏机理的认识是提高抗震性能、减轻地震灾害的重要环节,这些都属于基础研究的范畴,短期内不一定能见到实效,但从长远来看将对防震减灾起到至关重要的支撑作用,要持之以恒地坚持下去。3.
地震监测预报、震害防御和应急救援的关键技术是提高防震减灾能力的重要方面,除了利用高新技术对地震进行监测和利用先进技术进行抗震设防之外,从5.12汶川大地震紧急救援的实践来看,发展轻便、有效的救援装备也是当务之急。
  (三)加强法制建设,促进依法减灾
  1997年经全国人大常委会审议通过了《防震减灾法》,这是我国防震减灾事业发展历史上一件具有里程碑意义的大事,标志着我国防震减灾工作开始全面纳入法制化管理的轨道,为我国防震减灾事业持续健康发展提供了有力的法律保障。要在吸取5.12汶川大地震的经验和教训基础上,认真修正《防震减灾法》,完善防震减灾法律法规体系,进一步将防震减灾纳入法制化管理的轨道。同时,要加强对防震减灾行政执法的监督管理,要加强对市县防震减灾行政执法的指导,保证全国的防震减灾工作的健康开展。
(编辑:英臻)

相关文章