新華社北京6月26日電題:
地震,究竟能不能預(yù)測?——權(quán)威專家分析地震預(yù)測現(xiàn)狀
新華社記者鄒聲文、張景勇、周婷玉
地震到底能不能預(yù)測?汶川特大地震發(fā)生后,社會各界對此看法不一。
中國地震局地質(zhì)研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構(gòu)造研究組組長張培震26日向全國人大常委會作中國地震災(zāi)害與防震減災(zāi)的專題講座時表示:“在認(rèn)真進(jìn)行科學(xué)研究的前提下,地震的中長期預(yù)報(一般10年以上)相對可靠,但不是百分之百準(zhǔn)確;短臨預(yù)報非常困難,但不是絕對不可能?!?/p>
中國地震局資深地震預(yù)報專家張國民研究員的總結(jié)則是:“在充分和合理地應(yīng)用現(xiàn)有實踐經(jīng)驗和研究成果的前提下,在某些有利條件下,對某種類型的地震,有可能做出一定程度的預(yù)報?!睆埮嗾鹫J(rèn)為,這樣的總結(jié)比較實事求是,這就是中國地震預(yù)報的現(xiàn)狀。
張培震說,當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)雖然突飛猛進(jìn),但仍然是“上天容易入地難”。人們還不能對地震孕育發(fā)生的10-20公里深處進(jìn)行直接觀測,設(shè)在地表的間接觀測也十分稀疏。地球內(nèi)部的“不可入性”;大地震的“非頻發(fā)性”;地震物理過程的復(fù)雜性等是地震預(yù)測的主要困難所在。
張培震說,大地震重復(fù)發(fā)生的時間很長,對大陸內(nèi)部的斷裂而言往往是上千年到數(shù)千年,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于人類的壽命和儀器記錄地震的時間,這就限制了對地震發(fā)生規(guī)律的經(jīng)驗總結(jié)。地震是在極其復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中孕育發(fā)生的,它的過程是高度非線性的、極為復(fù)雜的物理過程,人類迄今為止對這一過程的了解很少。這些困難都極大地影響到地震預(yù)測預(yù)報的準(zhǔn)確性。
美國科學(xué)家們曾提出“地震是不可預(yù)測”的學(xué)術(shù)觀點,認(rèn)為目前在世界范圍內(nèi)還沒有任何方法能夠有效地進(jìn)行地震的短臨預(yù)報,也就是還不能準(zhǔn)確地預(yù)報幾天到1-2月內(nèi)地震發(fā)生的時間、地點和強(qiáng)度。張培震說:“這種觀點在科學(xué)意義上大體是符合實際的,但不是絕對的?!?/p>
他指出,世界各國的地震學(xué)家們從來就沒有停止過對地震預(yù)報的探索,并且不斷地取得不同程度的進(jìn)展。我國從1966年河北邢臺地震起開始了地震預(yù)測的探索和實踐,1975年對有明顯前震活動的遼寧海城7.3級地震進(jìn)行了成功的預(yù)報,之后還對發(fā)生在云南、新疆、青海和遼寧的一些具有某些“前兆”異常的中強(qiáng)地震進(jìn)行過有減災(zāi)實效的震前預(yù)報。
但張培震表示,據(jù)他了解,中國地震局監(jiān)測預(yù)報司、中國地震臺網(wǎng)中心和四川省地震局在“5·12”汶川大地震發(fā)生前沒有接到任何有關(guān)這個地區(qū)正式的短臨預(yù)報意見。從震前的監(jiān)測結(jié)果來看,沒有發(fā)現(xiàn)顯著的、大范圍的、能夠讓地震學(xué)家們在現(xiàn)有科學(xué)水平上、依據(jù)現(xiàn)有經(jīng)驗做出判斷的“前兆”異常。
“但這次強(qiáng)震究竟有沒有與地震相關(guān)的‘前兆’異常,有什么樣的‘前兆’異常,能夠汲取什么樣的經(jīng)驗教訓(xùn),還要等待對震前所有資料的進(jìn)一步深入分析后才能下結(jié)論。”他說。
據(jù)了解,2004年批準(zhǔn)的國家973項目的研究地區(qū)也包括龍門山斷裂帶,“5·12”汶川8級地震發(fā)生在項目研究區(qū)的東北部,獲得了十分寶貴的震前和震后的觀測資料。
“對地震的監(jiān)測預(yù)報是防震減災(zāi)的突出環(huán)節(jié),是必須下大力氣努力探索,爭取有所突破的一項重要工作。”張培震表示,之所以說明地震預(yù)報是世界難題,并不是要“知難而退”,為放棄開展地震預(yù)報研究尋找借口;而是要明確問題和困難所在,找準(zhǔn)突破點,以便有的放矢地加強(qiáng)觀測、加強(qiáng)研究,努力克服困難,知難而進(jìn),積極進(jìn)取,探尋地震預(yù)報新的途徑。
“中國是世界上地震活動強(qiáng)烈的國家之一”
——權(quán)威專家詳解中國的地震災(zāi)害與地震地質(zhì)構(gòu)造
新華社北京6月26日電(記者張景勇、周婷玉、鄒聲文)“中國是世界上地震活動強(qiáng)烈和地震災(zāi)害嚴(yán)重的國家之一。”中國地震局地質(zhì)研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構(gòu)造研究組組長張培震26日向全國人大常委會組成人員作中國地震災(zāi)害與防震減災(zāi)專題講座時,對中國的地震災(zāi)害與地震地質(zhì)構(gòu)造作了全面介紹。他說:“積極開展防震減災(zāi),最大限度地減輕地震災(zāi)害應(yīng)該是我國的基本國策之一?!?/p>
他說,1900年到2007年間,我國大陸地區(qū)已經(jīng)發(fā)生7.0至7.9級地震70次,8.0級及以上地震6次,這些地震造成的災(zāi)害涉及28個省份,死亡59萬人,傷殘76萬人,受災(zāi)達(dá)數(shù)億人次。
張培震指出,中國大陸強(qiáng)震的分布是不均勻的,其最顯著特征是西強(qiáng)東弱,有歷史記載以來,以東經(jīng)107度為界,西部共發(fā)生7級以上強(qiáng)震91次,東部只發(fā)生27次(臺灣省和東北深震除外)。但是由于東部人煙稠密經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá),地震形成的災(zāi)害要遠(yuǎn)大于西部。地震活動西強(qiáng)東弱的原因是中國大陸構(gòu)造變形的主要動力來自于印度板塊對青藏高原的推擠。
他表示,大陸強(qiáng)震還具有明顯的分帶性,強(qiáng)震沿地震帶集中發(fā)生。
——新疆的強(qiáng)震主要沿南天山和北天山地震帶發(fā)生,特別是南天山與帕米爾交界的烏什地區(qū)更是全球大陸強(qiáng)震的高發(fā)區(qū),地震類型以擠壓逆沖為特征,反映了天山山脈向塔里木和準(zhǔn)噶爾盆地的雙向逆沖作用。
——青藏高原的強(qiáng)震多數(shù)發(fā)生周邊地震帶上,其南邊界是弧形的喜馬拉雅地震帶,有歷史記載以來發(fā)生過5次8級以上強(qiáng)震;東邊界是著名的南北地震帶,“5·12”汶川大地震就發(fā)生在這里;北邊界是祁連山—阿爾金地震帶,也控制了一系列7級以上歷史強(qiáng)震的發(fā)生;高原內(nèi)部的強(qiáng)震則主要發(fā)生在一些大的斷裂帶上,如1954年西藏當(dāng)雄8級地震發(fā)生嘉利斷裂帶上,2001年昆侖山口西8.1級地震發(fā)生在昆侖斷裂帶上。
——川滇地區(qū)也是中國大陸地震活動強(qiáng)烈的地區(qū),有歷史記載以來共發(fā)生7級以上強(qiáng)震23次,主要沿鮮水河—小江地震帶和滇西(騰沖—瀾滄斷裂)地震帶分布。
——由陜西渭河盆地、山西盆地帶、內(nèi)蒙河套盆地帶、銀川盆地和六盤山區(qū)組成的鄂爾多斯周緣地震帶則是另一個強(qiáng)震活動帶,控制了有歷史記載以來的19次7級以上強(qiáng)震的發(fā)生。其中1556年陜西華縣8級大地震及后續(xù)次生災(zāi)害造成了83萬人的死亡,是有歷史記載以來死亡人數(shù)最多的一次地震事件。而1920年寧夏海原8.5級地震形成了長達(dá)215公里的地表破裂,造成了20萬人的死亡。
——華北平原地震區(qū)有歷史記載以來發(fā)生過7次7級以上強(qiáng)震。東部沿郯城—廬江斷裂1668年發(fā)生過8級強(qiáng)震。北邊界的張家口-渤海斷裂帶與盆地內(nèi)北北東向斷裂的交界地帶往往是強(qiáng)震的孕育場所,如1679年三河—平谷8級地震和1976年唐山7.8級地震。華北平原的7級以上地震還沿內(nèi)部主要活動斷裂發(fā)生,如1937年山東磁縣和1966年邢臺地震。
——東北吉林和黑龍江一帶的7級以上強(qiáng)震發(fā)生在600-700公里深度范圍內(nèi),不對地表形成強(qiáng)烈破壞,是太平洋板塊下插入日本島弧和中國大陸之下的結(jié)果。除了福建和廣東東南沿海受臺灣海峽地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動影響發(fā)生過7級以上強(qiáng)震之外,中國大陸的其他地區(qū)強(qiáng)震活動相對較弱,一般很少發(fā)生7級以上的破壞性地震。
張培震表示,上述強(qiáng)震活動受中國大陸周邊動力環(huán)境和內(nèi)部地質(zhì)構(gòu)造的控制。中國大陸地處歐亞板塊的東南部,為印度板塊、太平洋板塊和菲律賓海板塊所挾持,板塊間的相對運(yùn)動和板內(nèi)動力作用控制著中國大陸地震的空間展布格局,其最顯著的特征之一就是巨大的活動斷裂十分發(fā)育,將中國大陸切割成為不同級別的活動地塊。
“活動地塊邊界帶也就是重要的地震帶,例如青藏地塊的東邊界帶就是著名的南北地震帶,這次‘5·12’汶川大地震發(fā)生在其中段的龍門山斷裂帶上,這就是中國大陸地震成帶分布的原因?!薄埮嗾鹫f。
他特地指出,距“5·12”汶川大地震200多公里的岷江斷裂,1933年發(fā)生7.3級疊溪地震,地震本身造成了約6000人的死亡,但地震滑坡形成了幾個堰塞湖,48天之后潰壩,沖毀了下游村莊,造成2500人的死亡。這一慘痛的歷史教訓(xùn)表明,中央采取果斷措施,迅速治理“5·12”汶川大地震形成的堰塞湖是完全正確和非常及時的。
由于絕大多數(shù)7級以上強(qiáng)震都發(fā)生在活動地塊邊界的活動斷裂帶上,查明這些斷裂帶的活動習(xí)性和長期地震危險性,是做好防震減災(zāi)工作的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)?!敖ㄗh有關(guān)部門統(tǒng)一規(guī)劃,按輕重緩急分階段地對全國主要活動斷裂開展詳細(xì)調(diào)查和綜合研究,為防震減災(zāi)提供基礎(chǔ)信息?!睆埮嗾鹫f。
汶川特大地震的科學(xué)追問
——權(quán)威專家詳解四川汶川特大地震的特征與成因
新華社北京6月26日電題(記者張景勇、鄒聲文、周婷玉)5月12日四川汶川發(fā)生8級強(qiáng)烈地震,造成了極其巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。這場特大地震具有哪些特征?地表破裂帶在哪里?大區(qū)域地表如何變形?地震的根本原因是什么?
就這些社會關(guān)注的問題,中國地震局地質(zhì)研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構(gòu)造研究組組長張培震26日向全國人大常委會組成人員作了詳細(xì)講解。
強(qiáng)震能量傳遍整個地球 形成長達(dá)300公里的余震帶
據(jù)張培震介紹,中國地震臺網(wǎng)測定“5·12”汶川大地震的震級為8級,震源深度約為14公里,地震主要能量的釋放是在一分多鐘內(nèi)完成的。
到目前為止,已發(fā)生余震1.3萬余次,并且還會持續(xù)相當(dāng)長的一段時間,其中最大強(qiáng)余震震級達(dá)6.4級。這些余震主要分布在從映秀鎮(zhèn)到青川縣的龍門山斷裂帶的中北段,形成長達(dá)300公里的余震帶。
這次地震釋放出巨大的能量以地震彈性波的形式傳遍中國大陸乃至整個地球,地震波引起強(qiáng)烈地面震動造成大量房屋倒塌和近7萬人的死亡。地震還引發(fā)數(shù)以萬計的山崩、滑坡、塌方、泥石流等嚴(yán)重地質(zhì)災(zāi)害,毀壞了交通、通信等生命線系統(tǒng),還形成眾多的堰塞湖,對下游人民群眾帶來極大威脅。這次地震是新中國成立以來我國發(fā)生的破壞性最為嚴(yán)重的地震。
地震形成長300公里、深30公里的大斷裂 最大垂直和水平錯距分別達(dá)5米和4.8米
張培震說,地震發(fā)生后,中國地震局迅速組織了500多人的隊伍對地震災(zāi)害損失進(jìn)行評估和地震地質(zhì)進(jìn)行考察??疾旖Y(jié)果顯示,這次地震是龍門山斷裂帶內(nèi)映秀—北川斷裂活動的結(jié)果。
在地震發(fā)生的短短一分多鐘時間內(nèi),地殼深部的巖石中形成了一條長約300公里、深達(dá)30公里的大斷裂,其中的200余公里出露地表,形成沿映秀—北川斷裂分布的地表破裂帶。該帶從映秀鎮(zhèn)以南開始向東北方向延伸,經(jīng)北川縣,過平通鎮(zhèn)和南壩鎮(zhèn),終止在青川縣的石坎鄉(xiāng)附近。另外,龍門山與成都平原交界的都江堰—江油斷裂也發(fā)生了60多公里的破裂。
地震地表破裂帶延伸方向是從西南到東北,斷裂面向西北方向傾斜,相對于四川盆地,龍門山沿這條地表破裂帶既有向上的運(yùn)動,又有向東北方向的運(yùn)動,其最大垂直錯距和水平錯距分別達(dá)到5米和4.8米,沿整個破裂帶的平均錯距可達(dá)2米左右。在地表破裂帶經(jīng)過之處,所有的山脊水系和人類建筑均被錯斷毀壞,并形成大量的滑坡、山崩、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害,與之相對應(yīng)的地表均是震災(zāi)最嚴(yán)重的地方。
張培震表示,由于地震的能量主要沿斷裂釋放,造成地震破壞在垂直于斷裂的方向上衰減很快,所以這次地震對成都平原沒有造成太大的破壞。
因破裂起始點在汶川 地震因此命名為“汶川大地震”
張培震表示,這次地震的破裂起始點在地面的投影對應(yīng)著汶川縣,所以被稱為“5·12”汶川大地震。
通過地震波反演獲得的沿地震斷裂面的位移分布表明,破裂帶南段的映秀鎮(zhèn)和中北段的擂鼓鎮(zhèn)—北川縣城一帶的位移量最大,地表地震地質(zhì)調(diào)查證實了這一點,這兩個地段可能是能量釋放最集中的地方,地震災(zāi)害也最嚴(yán)重。
四大原因?qū)е卤贝h城遭到毀滅性破壞
張培震說,這次地震破壞嚴(yán)重的地方無一例外地都坐落在斷裂帶上。
他特地分析指出,北川縣城遭到毀滅性破壞的原因有四條:映秀—北川發(fā)震斷裂從整個縣城通過;縣城附近的地震破裂位移量大,地震在這里釋放的能量也大;縣城坐落在河灘松散堆積物之上,場地效應(yīng)和地基失效使破壞加劇;大量的山體滑坡和巖石崩塌使得災(zāi)害雪上加霜。
全球定位系統(tǒng)觀測顯示:地震引起大區(qū)域地表變形
張培震指出,這次地震還引起了大區(qū)域的地表變形。震后的全球定位系統(tǒng)GPS觀測表明,龍門山和四川盆地除了在水平方向上發(fā)生大幅度的相向運(yùn)動外,龍門山大幅度上升,其幅度正在測算過程中。
四川盆地相對下降,下降幅度在沿龍門山前的安縣、都江堰一帶最大,達(dá)30—60厘米,向東迅速變小,到重慶一帶反而表現(xiàn)出數(shù)毫米的上升現(xiàn)象,但誤差較大。
這種大尺度的地表變形圖像是地震引起的彈性暫態(tài)形變,隨著時間的推移會逐漸停息,恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)。
強(qiáng)震最根本動力來源:青藏高原和華南地塊之間相對運(yùn)動在斷裂帶上產(chǎn)生能量積累和釋放
張培震說,汶川地震發(fā)生在四川龍門山逆沖推覆斷裂帶上。該斷裂帶是青藏高原和華南地塊的邊界構(gòu)造帶,經(jīng)歷了長期的地質(zhì)演化,具有十分復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和演化歷史。
他指出,龍門山斷裂帶由三條具有發(fā)生強(qiáng)烈地震能力的主干斷裂所組成:西邊一條叫龍門山后山斷裂(或汶川—茂縣斷裂),大體上沿汶川到茂縣的高深峽谷延伸,這次地震時沒有發(fā)生破裂,但滑坡等地質(zhì)災(zāi)害十分嚴(yán)重;中間的一條叫龍門山主中央斷裂(或映秀—北川斷裂),沿映秀—北川—平通—南壩展布,連續(xù)性較好,這次8級地震破裂主要發(fā)生在這條斷裂上;東邊的一條叫龍門山前山斷裂(或灌縣—江油斷裂),沿龍門山與成都平原交界處分布,這次地震形成了60多公里長的地表破裂。上述三條斷裂在垂直剖面上呈疊瓦狀向四川盆地內(nèi)逆沖推覆,斷裂傾角在接近地表處較高(50—60度),隨深度向下逐漸變緩,大概到地下20多公里深處,三條斷裂收斂合并成一條剪切帶,成為青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制構(gòu)造。強(qiáng)烈的相對運(yùn)動導(dǎo)致了龍門山與四川盆地的高差十分巨大,在不到60公里的范圍內(nèi),從海拔約600米迅速上升到4000—5000米,形成巨大的地貌臺階,是中國大陸地形最陡峭的地方。
張培震指出,這次巨大地震的最根本動力來源還是青藏高原和華南地塊之間相對運(yùn)動在斷裂帶上產(chǎn)生的能量積累和釋放。印度大陸向北推擠,形成了“世界屋脊”青藏高原,其平均海拔高度超過5000米,地下的地殼厚度達(dá)60—70公里,比四川盆地厚40公里的地殼多出20—30公里。在這種狀態(tài)下,青藏高原不可能再向上升高和向下增厚,高原內(nèi)部的地殼物質(zhì)只能向東和向北擴(kuò)展,導(dǎo)致高原在這兩個方向上的增生。由于強(qiáng)硬四川盆地的阻擋,在青藏高原東部與四川盆地交界地帶就形成了南起瀘定和天全,北達(dá)廣元和陜西勉縣、長近500公里、寬40—50公里、北東走向的龍門山脈。構(gòu)成龍門山山脈的重要巖石單元是古老的雜巖體,這種巖石抵抗破壞和斷裂的強(qiáng)度特別大,能夠積累很大的能量在瞬間釋放形成強(qiáng)烈地震。
龍門山斷裂帶8級強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔估計在3000—5000年以上
張培震說,震前的GPS觀測表明,整個龍門山推覆斷裂帶的構(gòu)造變形速率很小,只有每年3-4毫米,每條斷裂上的滑動速率只有平均1-2毫米,地震地質(zhì)研究得到的萬年時間尺度的斷裂滑動速率也證實了這一量值。但是,從若爾蓋草原向西的整個青藏高原東部向東和向北的運(yùn)動速率都很大,到龍門山的突然變慢說明應(yīng)變和能量在龍門山發(fā)生積累。另外,龍門山斷裂在地殼上部傾角很陡,到20公里以下才變緩,這種結(jié)構(gòu)也有利于能量的高度積累,形成如此巨大的8級強(qiáng)震。
龍門山斷裂帶滑動速率的緩慢還導(dǎo)致強(qiáng)震復(fù)發(fā)周期的加長,估計龍門山斷裂帶8級強(qiáng)震的復(fù)發(fā)間隔至少在3000—5000年以上,這就是為什么在幾千年的歷史記錄中龍門山斷裂帶上沒有發(fā)生過強(qiáng)震的原因。
汶川8級地震是值得重視和深入研究的新地震類型
張培震表示,5月12日突然爆發(fā)的汶川8級地震是一次低速率、長周期和高強(qiáng)度的巨大地震。這次地震的特點是能量積累慢、復(fù)發(fā)周期長、影響范圍大、破壞強(qiáng)度高、次生災(zāi)害重。
他說,由于這種地震發(fā)生在大陸內(nèi)部,對人類社會的破壞性極強(qiáng),并且難以預(yù)測,是一種值得重視和深入研究的新的地震類型。