再讀５·１２汶川大地震

驚心動(dòng)魄的5·12四川汶川大地震已經(jīng)過去整整一年。一年來，人們緬懷死者，在廢墟上重建美好家園，而對這場大地震的思考和研究也一直沒有停止。

本刊特約專家撰文解讀5·12大地震相關(guān)問題。

2008年5月12日，這一天是農(nóng)歷四月初八，相傳是佛祖釋迦牟尼誕生的日子；這一天還是著名英國護(hù)士南丁格爾的生日，因此被定為國際護(hù)士節(jié)；然而，因?yàn)樗拇ㄣ氪ù蟮卣?，這一天成為讓無數(shù)人刻骨銘心的日子。

龍門山，是原居岷江上游的古蜀先民在東下四川盆地的遷徙途中翻越的最后一道屏障。在繁衍和擴(kuò)展過程中，先民們在龍門山以及山前的成都平原留下了燦爛的古羌與古蜀文明，也經(jīng)歷了一次次災(zāi)難的洗禮。然而，5·12大地震造成的浩劫在龍門山和成都平原幾千年的歷史記載中也難尋先例。龍門山的震動(dòng)搖撼了中國，讓整個(gè)世界也為之側(cè)目。

龍門山是青藏高原最東邊的一列山脈，而整個(gè)青藏高原之所以會(huì)在地球表面高高隆起，成為世界屋脊，是因?yàn)橛《群蜌W亞兩大板塊的南北碰撞，使青藏地塊被推擠墊高，并向東西兩側(cè)滑移錯(cuò)動(dòng)。正因?yàn)榇?，從中國西部一直到地中海，成為世界上最活躍的地震帶之一。龍門山正是處在這個(gè)龐大的地震帶上?？墒?，龍門山為什么會(huì)在此時(shí)此地發(fā)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過歷史記錄的特大地震呢？

一條“地震走廊”

根據(jù)地震臺(tái)網(wǎng)測得的數(shù)據(jù)，5·12地震的震中位于汶川縣境內(nèi)。地震一般按照震中所在的位置來命名，而根據(jù)中國地震部門對地震命名的規(guī)則，地震名稱所用的行政區(qū)地名不小于縣級(jí)，所以5·12地震被命名為汶川地震?？蛇@在無意之中給人們造成了一個(gè)錯(cuò)覺，于是在第一時(shí)間里，人們都把目光投向了汶川，都焦灼地等待著來自汶川的消息。直到救援直升飛機(jī)首次進(jìn)入汶川上空，人們才驚訝地發(fā)現(xiàn)，汶川縣城雖然也遭到了嚴(yán)重破壞，特別是周圍山體出現(xiàn)大量滑坡與崩塌，造成大量車輛和人員在茂縣-汶川-映秀-都江堰之間的公路上因山崩、滑坡被埋，但城內(nèi)的房屋絕大部分都沒有倒塌，汶川、茂縣城內(nèi)的傷亡人數(shù)比估計(jì)的要少得多。

如果你把震中標(biāo)繪在地圖上，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，震中在汶川縣漩口鎮(zhèn)八角廟村的桂子坪附近，距離汶川縣映秀鎮(zhèn)約11千米，距離汶川縣約56千米，而直線距離最近的縣級(jí)城鎮(zhèn)其實(shí)是都江堰，約21千米。映秀鎮(zhèn)和都江堰因?yàn)榫o鄰震中，都遭受到極其慘重的破壞。

不過，距離震中的遠(yuǎn)近也不能完全說明遭受破壞的情況，因?yàn)殡x震中比汶川還要遠(yuǎn)的什邡、綿竹、安縣、北川、江油、平武和青川等縣市境內(nèi)的許多城鎮(zhèn)，竟都遭受到毀滅性打擊。尤其是北川縣城所在地曲山鎮(zhèn)幾乎被夷為平地，成為5·12地震后唯一放棄舊址、選擇新址重建的縣城。

為什么會(huì)出現(xiàn)上述讓人意想不到的情形呢？如果循著制造5·12地震的“元兇”——龍門山地震斷層去探索，我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)所有這一切其實(shí)都是順理成章的。

5·12地震的震中在映秀西南方向，這里是導(dǎo)致地震發(fā)生的最初的斷層破裂區(qū)域，位于龍門山三條主要斷裂帶之一的北川-映秀斷裂帶上。而破裂一旦發(fā)生，用中國地震學(xué)會(huì)副理事長、中國科學(xué)院院士陳顒的話來講，“就像在綢布店扯布一樣”，破裂沿北川-映秀斷層向東北方向迅速擴(kuò)展，平均速度高達(dá)每秒3.1千米，延伸距離約300千米，沿途留下一條“地震走廊”，而那些遭受重創(chuàng)的城鎮(zhèn)不幸都坐落在這條“地震走廊”之上。

震中在哪里

在大地震發(fā)生后，人們發(fā)現(xiàn)，沿著這次地震的發(fā)震斷層——北川-映秀斷層，地表出現(xiàn)了多個(gè)受到強(qiáng)烈破壞的地段，在這些地段上都發(fā)生了罕見的地質(zhì)災(zāi)害。人們稱這些在地震中地表破壞最嚴(yán)重的區(qū)域?yàn)椤昂暧^震中”，而把前面由地震專家利用許多地震臺(tái)接收到的地震波解算出來的震中稱為“微觀震中”或“儀器震中”（即儀器所測得的震中）。宏觀震中與微觀震中可以重合，也可以不重合。那么，5·12地震的宏觀震中有哪些呢？

在映秀西南方向被震毀的百花大橋旁，有一條岷江的支溝叫“牛圈溝”。順牛圈溝而上約1千米，又有一條支溝叫“蓮花芯溝”。蓮花芯溝的溝尾正是5·12地震的發(fā)震斷層——北川-映秀斷層通過的地方，當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)在這里豎立了一個(gè)木牌，上面寫著：“5·12地震中心噴發(fā)點(diǎn)”。地震時(shí)，斷層上盤堅(jiān)硬的花崗質(zhì)巖體被向上推擠、錯(cuò)動(dòng)，發(fā)生了強(qiáng)烈破碎，又因蓮花芯溝溝尾的坡度陡峭，造成巖體大范圍失穩(wěn)并快速崩解，形成如巨龍般噴瀉而下的碎屑流，順蓮花芯溝直奔牛圈溝，最后抵達(dá)岷江邊。據(jù)幸存下來的老鄉(xiāng)描述，令人恐怖的巨大爆炸聲伴隨遮天蔽日的煙塵持續(xù)了二三十秒。當(dāng)煙塵散開后，蓮花芯溝和牛圈溝的下段幾乎完全被青灰色和灰白色的碎石填滿，河床被墊高了幾十米，原來的村舍和農(nóng)田全被掩埋，僅在牛圈溝的溝口可見一兩間被半埋的房屋廢墟。空氣中彌漫著類似硫磺或硫化氫的臭味，直到傍晚以后才漸漸散去。

據(jù)估計(jì)，當(dāng)時(shí)高速運(yùn)動(dòng)的碎屑流的高度可達(dá)70～80米，沉積下來的堆積物厚度可達(dá)40～50米。從噴發(fā)點(diǎn)到牛圈溝溝口，垂直落差約500米，水平距離約2000米，估計(jì)碎屑流的運(yùn)動(dòng)速度超過每秒70米，所形成的碎屑流堆積體總體積約400萬立方米。如果將它堆在一個(gè)足球場上，有將近600米高！

在蓮花芯溝溝口，有一個(gè)很高的陡坎。地震前，水流在此形成一個(gè)高近百米的瀑布，然后跌落入牛圈溝。這種地形實(shí)際上與北川-映秀斷裂帶在附近通過有關(guān)：蓮花芯溝相對于牛圈溝來說處于抬升狀態(tài)，所以蓮花芯溝溝口的這個(gè)陡坎實(shí)際上是一個(gè)斷層陡坎。地震后，碎屑流沖出蓮花芯溝溝口時(shí)，受陡坎的影響而發(fā)生拋射，直沖牛圈溝右岸的山坡，使得這片山坡上的大片森林被毀，影響高度在100米左右。蓮花芯溝溝口瀑布的高度也因牛圈溝河床被碎石填高降低了幾十米，而牛圈溝的流水被碎屑流堆積體阻塞，形成了一個(gè)堰塞湖。

蓮花芯溝-牛圈溝的碎屑流，和常見的泥石流、崩塌堆積有許多不同之處。首先，蓮花芯溝-牛圈溝的碎屑流含水很少，幾乎是干的，地震后人即可在上面行走，這表明它主要是表層巖體破碎崩解的結(jié)果；其次，碎屑流的運(yùn)動(dòng)速度極快，這和地震時(shí)巨大的能量釋放以及陡峭的地形有關(guān)。另外，在巨大的地震能量釋放和碎屑流高速運(yùn)動(dòng)過程中，堅(jiān)硬的花崗質(zhì)巖石也發(fā)生了強(qiáng)烈的破碎和研磨，其結(jié)果是，除大大小小的巖石碎塊以外，在堆積物中還形成了大量的粉末狀物質(zhì)（因顏色和外觀與水泥相似，被當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)稱之為“水泥灰”），這種強(qiáng)烈的巖石破壞方式十分罕見。以上事實(shí)表明，在蓮花芯溝產(chǎn)生了極其強(qiáng)烈的地表巖石破壞，具有宏觀震中的典型特征。這里位于微觀震中東北方向約7千米，與微觀震中沒有重合，顯示了地震斷層破裂由震源向東北方向擴(kuò)展至地表的特征。

中國地震局的專家們通過解算地震波，發(fā)現(xiàn)5·12地震造成的斷層面總體是向西北方向傾斜的，傾斜角度約為39°，震源深度約13～15千米，沿?cái)鄬用姘l(fā)生的破裂和錯(cuò)動(dòng)從地下直達(dá)地面，并沿北川-映秀斷層迅速傳播，傳播速度高達(dá)每秒3.1千米至每秒4.4千米，大約是聲速的10倍至13倍。而且斷層破裂的擴(kuò)展主要沿發(fā)震斷層由映秀向東北方向進(jìn)行，延伸距離超過200千米，而向西南方向的延伸較短，影響也較?。▽＜曳Q這種方式為地震斷層的單側(cè)破裂）。專家還發(fā)現(xiàn)，斷層的滑動(dòng)位移也十分驚人，最大可達(dá)8.9米，平均為2.5米，而且斷層的最大滑動(dòng)位移多集中在映秀和北川附近，分別為7.5米和6.7米。經(jīng)勘察現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，正是在這兩個(gè)區(qū)域出現(xiàn)了兩個(gè)烈度高達(dá)Ⅺ的極震破壞區(qū)，特別是映秀鎮(zhèn)和北川縣城幾乎被完全摧毀。這表明，映秀和北川附近區(qū)域是兩個(gè)宏觀震中。

“爆炸點(diǎn)”之謎

在5·12地震后，人們發(fā)現(xiàn)了多個(gè)地表受到強(qiáng)烈破壞的地段，在這些地方都發(fā)生了罕見的地質(zhì)災(zāi)害，當(dāng)?shù)鼐用穹Q之為“爆炸點(diǎn)”或“噴發(fā)點(diǎn)”，因?yàn)樗麄冊诂F(xiàn)場的感受“猶如火山爆發(fā)般的山崩地裂”。那么，為什么會(huì)出現(xiàn)這些“爆炸點(diǎn)”呢？

8.0級(jí)大地震發(fā)生時(shí)，人們感覺強(qiáng)烈震動(dòng)大約持續(xù)了1～2分鐘。而地震專家經(jīng)過對地震波的分析，確認(rèn)這一過程的持續(xù)時(shí)間是90秒，而且可以分為四個(gè)階段：第一階段，0～16秒，能量釋放占11%；第二階段，16～40秒，能量釋放占56%；第三階段，40～58秒，能量釋放占28%；第四階段，58～90秒，能量釋放占5%。這正是破裂沿著斷層傳播、能量不斷釋放的過程。專家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，沿著斷層面的滑動(dòng)和錯(cuò)移是不均勻的，有的地方大，有的地方小，在一分半鐘的主震破裂過程中，能量的釋放也呈波狀起伏，說明破裂在傳播過程中遭遇了多個(gè)障礙體的阻擋。這和人們在地表看到的破壞情況也是相吻合的。

在映秀和北川的兩個(gè)極震破壞區(qū)內(nèi)，沿著斷層帶出現(xiàn)了串珠狀的多個(gè)“爆炸點(diǎn)”。除了前面提到的蓮花芯溝-牛圈溝外，由此順著北川-映秀斷層往東北方向，還有都江堰龍池、彭州銀廠溝、什邡岳家山、綿竹清坪、安縣高川、安縣茶坪、北川曲山鎮(zhèn)、北川陳家壩、青川馬公、青川東河口等多個(gè)地點(diǎn)，這些地方的地表都遭受到了嚴(yán)重破壞。為什么會(huì)出現(xiàn)這種點(diǎn)狀的破壞現(xiàn)象呢？原因就在于斷層所經(jīng)之處的巖體性質(zhì)是不均一的，斷層的走向因地質(zhì)結(jié)構(gòu)的差異而發(fā)生轉(zhuǎn)折變化，導(dǎo)致地震能量在傳遞過程中在一些部位積聚和突然釋放，既像一場接力賽跑，又像一連串的巨大地雷被逐個(gè)引爆。在這些“爆炸點(diǎn)”上都出現(xiàn)了罕見的巨大滑坡與山崩，掩埋村鎮(zhèn)，堵斷河流，令山川巨變。

5·12大地震已經(jīng)整整過去一年，大地震的余震還在繼續(xù)，人們對大地震的研究和思考也從來都沒有停止。5·12四川汶川大地震，就像一部值得不斷翻閱、思考的書……