新華社北京6月26日電題:
地震,究竟能不能預測?——權威專家分析地震預測現狀
新華社記者鄒聲文、張景勇、周婷玉
地震到底能不能預測?汶川特大地震發生後,社會各界對此看法不一。
中國地震局地質研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構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害與防震減災的專題講座時表示:“在認真進行科學研究的前提下,地震的中長期預報(一般10年以上)相對可靠,但不是百分之百準確;短臨預報非常困難,但不是絕對不可能。”
中國地震局資深地震預報專家張國民研究員的總結則是:“在充分和合理地應用現有實踐經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報。”張培震認為,這樣的總結比較實事求是,這就是中國地震預報的現狀。
張培震説,當前的科學技術雖然突飛猛進,但仍然是“上天容易入地難”。人們還不能對地震孕育發生的10-20公里深處進行直接觀測,設在地表的間接觀測也十分稀疏。地球內部的“不可入性”;大地震的“非頻發性”;地震物理過程的複雜性等是地震預測的主要困難所在。
張培震説,大地震重復發生的時間很長,對大陸內部的斷裂而言往往是上千年到數千年,遠遠大於人類的壽命和儀器記錄地震的時間,這就限制了對地震發生規律的經驗總結。地震是在極其複雜的地質結構中孕育發生的,它的過程是高度非線性的、極為複雜的物理過程,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測預報的準確性。
美國科學家們曾提出“地震是不可預測”的學術觀點,認為目前在世界範圍內還沒有任何方法能夠有效地進行地震的短臨預報,也就是還不能準確地預報幾天到1-2月內地震發生的時間、地點和強度。張培震説:“這種觀點在科學意義上大體是符合實際的,但不是絕對的。”
他指出,世界各國的地震學家們從來就沒有停止過對地震預報的探索,並且不斷地取得不同程度的進展。我國從1966年河北邢臺地震起開始了地震預測的探索和實踐,1975年對有明顯前震活動的遼寧海城7.3級地震進行了成功的預報,之後還對發生在雲南、新疆、青海和遼寧的一些具有某些“前兆”異常的中強地震進行過有減災實效的震前預報。
但張培震表示,據他了解,中國地震局監測預報司、中國地震臺網中心和四川省地震局在“5·12”汶川大地震發生前沒有接到任何有關這個地區正式的短臨預報意見。從震前的監測結果來看,沒有發現顯著的、大範圍的、能夠讓地震學家們在現有科學水平上、依據現有經驗做出判斷的“前兆”異常。
“但這次強震究竟有沒有與地震相關的‘前兆’異常,有什麼樣的‘前兆’異常,能夠汲取什麼樣的經驗教訓,還要等待對震前所有資料的進一步深入分析後才能下結論。”他説。
據了解,2004年批准的國家973項目的研究地區也包括龍門山斷裂帶,“5·12”汶川8級地震發生在項目研究區的東北部,獲得了十分寶貴的震前和震後的觀測資料。
“對地震的監測預報是防震減災的突出環節,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,之所以説明地震預報是世界難題,並不是要“知難而退”,為放棄開展地震預報研究尋找藉口;而是要明確問題和困難所在,找準突破點,以便有的放矢地加強觀測、加強研究,努力克服困難,知難而進,積極進取,探尋地震預報新的途徑。
“中國是世界上地震活動強烈的國家之一”
——權威專家詳解中國的地震災害與地震地質構造
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烈和地震災害嚴重的國家之一。”中國地震局地質研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構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害與防震減災專題講座時,對中國的地震災害與地震地質構造作了全面介紹。他説:“積極開展防震減災,最大限度地減輕地震災害應該是我國的基本國策之一。”
他説,1900年到2007年間,我國大陸地區已經發生7.0至7.9級地震70次,8.0級及以上地震6次,這些地震造成的災害涉及28個省份,死亡59萬人,傷殘76萬人,受災達數億人次。
張培震指出,中國大陸強震的分佈是不均勻的,其最顯著特徵是西強東弱,有歷史記載以來,以東經107度為界,西部共發生7級以上強震91次,東部只發生27次(台灣省和東北深震除外)。但是由於東部人煙稠密經濟發達,地震形成的災害要遠大於西部。地震活動西強東弱的原因是中國大陸構造變形的主要動力來自於印度板塊對青藏高原的推擠。
他表示,大陸強震還具有明顯的分帶性,強震沿地震帶集中發生。
——新疆的強震主要沿南天山和北天山地震帶發生,特別是南天山與帕米爾交界的烏什地區更是全球大陸強震的高發區,地震類型以擠壓逆衝為特徵,反映了天山山脈向塔裏木和準噶爾盆地的雙向逆衝作用。
——青藏高原的強震多數發生周邊地震帶上,其南邊界是弧形的喜馬拉雅地震帶,有歷史記載以來發生過5次8級以上強震;東邊界是著名的南北地震帶,“5·12”汶川大地震就發生在這裡;北邊界是祁連山—阿爾金地震帶,也控制了一系列7級以上歷史強震的發生;高原內部的強震則主要發生在一些大的斷裂帶上,如1954年西藏當雄8級地震發生嘉利斷裂帶上,2001年崑崙山口西8.1級地震發生在崑崙斷裂帶上。
——川滇地區也是中國大陸地震活動強烈的地區,有歷史記載以來共發生7級以上強震23次,主要沿鮮水河—小江地震帶和滇西(騰衝—瀾滄斷裂)地震帶分佈。
——由陜西渭河盆地、山西盆地帶、內蒙河套盆地帶、銀川盆地和六盤山區組成的鄂爾多斯周緣地震帶則是另一個強震活動帶,控制了有歷史記載以來的19次7級以上強震的發生。其中1556年陜西華縣8級大地震及後續次生災害造成了83萬人的死亡,是有歷史記載以來死亡人數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215公里的地表破裂,造成了20萬人的死亡。
——華北平原地震區有歷史記載以來發生過7次7級以上強震。東部沿郯城—廬江斷裂1668年發生過8級強震。北邊界的張家口-渤海斷裂帶與盆地內北北東向斷裂的交界地帶往往是強震的孕育場所,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級以上地震還沿內部主要活動斷裂發生,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級以上強震發生在600-700公里深度範圍內,不對地表形成強烈破壞,是太平洋板塊下插入日本島弧和中國大陸之下的結果。除了福建和廣東東南沿海受台灣海峽地質構造運動影響發生過7級以上強震之外,中國大陸的其他地區強震活動相對較弱,一般很少發生7級以上的破壞性地震。
張培震表示,上述強震活動受中國大陸周邊動力環境和內部地質構造的控制。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,板塊間的相對運動和板內動力作用控制著中國大陸地震的空間展布格局,其最顯著的特徵之一就是巨大的活動斷裂十分發育,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佈的原因。” 張培震説。
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天之後潰壩,沖毀了下游村莊,造成2500人的死亡。這一慘痛的歷史教訓表明,中央採取果斷措施,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。
由於絕大多數7級以上強震都發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性和長期地震危險性,是做好防震減災工作的基礎環節。“建議有關部門統一規劃,按輕重緩急分階段地對全國主要活動斷裂開展詳細調查和綜合研究,為防震減災提供基礎信息。”張培震説。
汶川特大地震的科學追問
——權威專家詳解四川汶川特大地震的特徵與成因
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日四川汶川發生8級強烈地震,造成了極其巨大的人員傷亡和經濟損失。這場特大地震具有哪些特徵?地表破裂帶在哪?大區域地表如何變形?地震的根本原因是什麼?
就這些社會關注的問題,中國地震局地質研究所所長、國家汶川地震專家委員會南北帶地震構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講解。
強震能量傳遍整個地球 形成長達300公里的余震帶
據張培震介紹,中國地震臺網測定“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完成的。
到目前為止,已發生余震1.3萬餘次,並且還會持續相當長的一段時間,其中最大強余震震級達6.4級。這些余震主要分佈在從映秀鎮到青川縣的龍門山斷裂帶的中北段,形成長達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。地震還引發數以萬計的山崩、滑坡、塌方、泥石流等嚴重地質災害,毀壞了交通、通信等生命線系統,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生的破壞性最為嚴重的地震。
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5米和4.8米
張培震説,地震發生後,中國地震局迅速組織了500多人的隊伍對地震災害損失進行評估和地震地質進行考察。考察結果顯示,這次地震是龍門山斷裂帶內映秀—北川斷裂活動的結果。
在地震發生的短短一分多鐘時間內,地殼深部的岩石中形成了一條長約300公里、深達30公里的大斷裂,其中的200余公里出露地表,形成沿映秀—北川斷裂分佈的地表破裂帶。該帶從映秀鎮以南開始向東北方向延伸,經北川縣,過平通鎮和南壩鎮,終止在青川縣的石坎鄉附近。另外,龍門山與成都平原交界的都江堰—江油斷裂也發生了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,相對於四川盆地,龍門山沿這條地表破裂帶既有向上的運動,又有向東北方向的運動,其最大垂直錯距和水平錯距分別達到5米和4.8米,沿整個破裂帶的平均錯距可達2米左右。在地表破裂帶經過之處,所有的山脊水系和人類建築均被錯斷毀壞,並形成大量的滑坡、山崩、泥石流等地質災害,與之相對應的地表均是震災最嚴重的地方。
張培震表示,由於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佈表明,破裂帶南段的映秀鎮和中北段的擂鼓鎮—北川縣城一帶的位移量最大,地表地震地質調查證實了這一點,這兩個地段可能是能量釋放最集中的地方,地震災害也最嚴重。
四大原因導致北川縣城遭到毀滅性破壞
張培震説,這次地震破壞嚴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,地震在這裡釋放的能量也大;縣城坐落在河灘鬆散堆積物之上,場地效應和地基失效使破壞加劇;大量的山體滑坡和岩石崩塌使得災害雪上加霜。
全球定位系統觀測顯示:地震引起大區域地表變形
張培震指出,這次地震還引起了大區域的地表變形。震後的全球定位系統GPS觀測表明,龍門山和四川盆地除了在水平方向上發生大幅度的相向運動外,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30—60厘米,向東迅速變小,到重慶一帶反而表現出數毫米的上升現象,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形變,隨著時間的推移會逐漸停息,恢復到原來的穩定運動狀態。
強震最根本動力來源:青藏高原和華南地塊之間相對運動在斷裂帶上産生能量積累和釋放
張培震説,汶川地震發生在四川龍門山逆衝推覆斷裂帶上。該斷裂帶是青藏高原和華南地塊的邊界構造帶,經歷了長期的地質演化,具有十分複雜的地質結構和演化歷史。
他指出,龍門山斷裂帶由三條具有發生強烈地震能力的主幹斷裂所組成:西邊一條叫龍門山後山斷裂(或汶川—茂縣斷裂),大體上沿汶川到茂縣的高深峽谷延伸,這次地震時沒有發生破裂,但滑坡等地質災害十分嚴重;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,連續性較好,這次8級地震破裂主要發生在這條斷裂上;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佈,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逆衝推覆,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,三條斷裂收斂合併成一條剪切帶,成為青藏高原推覆于四川盆地之上的主要控制構造。強烈的相對運動導致了龍門山與四川盆地的高差十分巨大,在不到60公里的範圍內,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動在斷裂帶上産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。在這種狀態下,青藏高原不可能再向上升高和向下增厚,高原內部的地殼物質只能向東和向北擴展,導致高原在這兩個方向上的增生。由於強硬四川盆地的阻擋,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。構成龍門山山脈的重要岩石單元是古老的雜岩體,這種岩石抵抗破壞和斷裂的強度特別大,能夠積累很大的能量在瞬間釋放形成強烈地震。
龍門山斷裂帶8級強震的復發間隔估計在3000—5000年以上
張培震説,震前的GPS觀測表明,整個龍門山推覆斷裂帶的構造變形速率很小,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動速率都很大,到龍門山的突然變慢説明應變和能量在龍門山發生積累。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,這種結構也有利於能量的高度積累,形成如此巨大的8級強震。
龍門山斷裂帶滑動速率的緩慢還導致強震復發週期的加長,估計龍門山斷裂帶8級強震的復發間隔至少在3000—5000年以上,這就是為什麼在幾千年的歷史記錄中龍門山斷裂帶上沒有發生過強震的原因。
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日突然爆發的汶川8級地震是一次低速率、長週期和高強度的巨大地震。這次地震的特點是能量積累慢、復發週期長、影響範圍大、破壞強度高、次生災害重。
他説,由於這種地震發生在大陸內部,對人類社會的破壞性極強,並且難以預測,是一種值得重視和深入研究的新的地震類型。