地震預(yù)報(bào)難題能否破解?
——訪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)萬(wàn)天豐教授

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地震預(yù)報(bào)難題能否破解?
——訪中國(guó)地質(zhì)大學(xué)萬(wàn)天豐教授

“震動(dòng)”是地球的常態(tài)。全球每年7級(jí)以上的地震要發(fā)生17～18次。最近一段時(shí)間大家感覺(jué)地震多,是因?yàn)檫@幾次地震都發(fā)生在人口居住區(qū),媒體關(guān)注度高、報(bào)道多。

北京及其周圍地區(qū)近期發(fā)生7級(jí)以上強(qiáng)震的可能性不大,如果再發(fā)生類似唐山那樣8級(jí)左右的強(qiáng)震,可能在240年以后到300年以前的期間。

地震的本質(zhì)就是地下深部巖石的破裂和錯(cuò)位,而巖石的破裂和錯(cuò)位總是有一個(gè)形成過(guò)程的,不會(huì)沒(méi)有任何先兆。如果我們能夠綜合地球物理和地球化學(xué)手段進(jìn)行系統(tǒng)地監(jiān)測(cè),找到這些理化參數(shù)和地震之間的定量關(guān)系,就有可能解決地震預(yù)報(bào)的難題。

青海玉樹(shù)地震又把“2012”這個(gè)話題拉進(jìn)公眾的視野,而社會(huì)上各種中國(guó)大陸即將爆發(fā)強(qiáng)地震的傳言甚囂塵上。那么,中國(guó)是否進(jìn)入地震活躍期?北京及其周邊地區(qū)近期會(huì)不會(huì)發(fā)生強(qiáng)地震?地震能否預(yù)報(bào)?記者日前采訪了中國(guó)地質(zhì)大學(xué)萬(wàn)天豐教授,旨為讀者解惑。

“震動(dòng)”是地球的常態(tài)

最近網(wǎng)上流傳著這樣一句話:“地球已經(jīng)進(jìn)入震動(dòng)模式。”頻繁發(fā)生的地震災(zāi)害也讓部分公眾產(chǎn)生恐慌情緒,就此中國(guó)地質(zhì)大學(xué)萬(wàn)天豐教授說(shuō):“地球一直處于‘震動(dòng)狀態(tài)’。”

萬(wàn)天豐認(rèn)為,地球一直都在運(yùn)動(dòng)中,“震動(dòng)”是地球的常態(tài)?！拔覀冄芯勘砻?全球每年7級(jí)以上的地震要發(fā)生17次～18次,平均下來(lái)每月要1次多。最近一段時(shí)間發(fā)生地震的頻率也在正常范圍內(nèi),大家之所以覺(jué)得最近地震多,是因?yàn)檫@幾次地震都發(fā)生在人口居住區(qū),媒體關(guān)注度高、報(bào)道多?！比f(wàn)天豐說(shuō):“其實(shí),地球表面大部分是海洋、荒漠等無(wú)人區(qū),那里發(fā)生強(qiáng)地震的頻率更高。只是因?yàn)闆](méi)有相關(guān)報(bào)道,大家不知道罷了?！?/p>

萬(wàn)天豐介紹說(shuō),大部分人對(duì)三級(jí)以上的地震才會(huì)有明顯的震感,4級(jí)、5級(jí)地震并不具備破壞性,6級(jí)以上地震才具有破壞性。萬(wàn)天豐特別強(qiáng)調(diào),地震每升高一個(gè)級(jí)別,其釋放的能量就升高32倍多。“也就是說(shuō),6級(jí)地震釋放的能量?jī)H相當(dāng)于8級(jí)地震的千分之一左右?，F(xiàn)在某些媒體發(fā)現(xiàn)哪里發(fā)生4級(jí)、5級(jí)地震也大肆渲染,引起了公眾的恐慌情緒,是非常不應(yīng)該的?！?/p>

中國(guó)是否已進(jìn)入地震活躍期?

2008年的汶川大地震、2010年的臺(tái)灣地震、最近發(fā)生的青海玉樹(shù)地震,不禁讓大家產(chǎn)生這樣一個(gè)疑問(wèn):中國(guó)是否已進(jìn)入地震活躍期?萬(wàn)天豐說(shuō),他也被無(wú)數(shù)次問(wèn)到這樣的問(wèn)題。

“就像我前面說(shuō)的,地球一直都在‘震動(dòng)’中,活躍與不活躍只是就某一個(gè)地區(qū)而言的相對(duì)概念?！比f(wàn)天豐解釋說(shuō),我國(guó)主體位于歐亞板塊,南有印度板塊,東部是太平洋板塊。當(dāng)印度板塊向北運(yùn)動(dòng)、擠壓歐亞大陸時(shí),中國(guó)西部的地震活動(dòng)性就比較強(qiáng);當(dāng)太平洋板塊朝西偏南方向擠壓時(shí),我國(guó)東部的地震活動(dòng)就比較頻繁。

萬(wàn)天豐說(shuō):“中國(guó)有世界上最完善的地震歷史記錄,這些記錄對(duì)于我們了解地震的規(guī)律性是非常有幫助的?！?/p>

早在1987年,馬宗晉和蔣銘就曾撰文指出:中國(guó)大陸近百年來(lái)破壞性強(qiáng)地震(大于里氏6.5級(jí))的活動(dòng)周期及其分布存在著很明顯的規(guī)律性。在前人工作的基礎(chǔ)上,萬(wàn)天豐重新編制了中國(guó)大陸近百年來(lái)破壞性強(qiáng)震的活動(dòng)周期及其分布圖。

萬(wàn)天豐介紹,在分布圖上可以清楚地看出,1897—1916年期間,強(qiáng)震主要集中在橫斷山脈、喜馬拉雅山脈、帕米爾和阿爾泰一帶,即青藏高原的西部。1917—1940年間,強(qiáng)震主要發(fā)生在橫斷山脈和祁連山脈東段一帶,即青藏高原的東北端。1941—1961間,強(qiáng)震主要聚集在南北地震帶,即橫斷山脈、六盤山和賀蘭山一帶,此時(shí)帕米爾地區(qū)的地震活動(dòng)也較強(qiáng)。“這顯然是印度板塊向北運(yùn)動(dòng)、擠壓歐亞大陸所造成的。以上三個(gè)時(shí)期,中國(guó)大陸東部、包括北京周邊地區(qū)的地震活動(dòng)性是不強(qiáng)的。”

1962—1980年災(zāi)害性地震發(fā)生在從遼寧-華北到橫斷山脈這樣一個(gè)弧形地帶,“這就是從1966年邢臺(tái)地震開(kāi)始到1975年海城、1976年唐山大地震的地震活動(dòng)周期?！?/p>

1981—1999年,災(zāi)害性地震的分布又回到與1897—1916年幾乎相同的橫斷山脈、喜馬拉雅山脈、帕米爾和阿爾泰一帶。2000年以來(lái),災(zāi)害性地震的分布則與1917—1940年十分相近,主要集中在橫斷山脈和昆侖-祁連山東部一帶,“2001年昆侖山中部8.2級(jí)地震和2008年汶川地震就是其強(qiáng)烈活動(dòng)的表現(xiàn)?！?/p>

北京及其周邊地區(qū)近期會(huì)不會(huì)發(fā)生地震?

汶川地震時(shí),北京地區(qū)特別是國(guó)貿(mào)等高層建筑里的辦公人員震感非常明顯。北京地區(qū)及其周邊近期會(huì)不會(huì)發(fā)生地震?

萬(wàn)天豐認(rèn)為,北京及其周圍地區(qū)近期發(fā)生7級(jí)以上強(qiáng)震的可能性不大,“如果再發(fā)生類似唐山那樣8級(jí)左右的強(qiáng)震,則可能在240年以后到300年以前的期間?！?/p>

萬(wàn)天豐說(shuō):“當(dāng)年中國(guó)科學(xué)院地震工作委員會(huì)歷史組和近年來(lái)許多研究者發(fā)表的華北地區(qū)地震活動(dòng)周期性的研究,也都傾向于這種觀點(diǎn),認(rèn)為其破壞性極大的強(qiáng)震活動(dòng)周期為300±30年。”

萬(wàn)天豐介紹說(shuō),北京及其周圍地區(qū)自宋、金以來(lái),地震資料極為完備,從歷史上看,這種規(guī)律已經(jīng)有了4次重復(fù)表現(xiàn),即公元1038—1057年(金朝—南宋),1303—1307年(明朝),1668—1695年(清朝)和1966—1976年?！跋嘈诺较乱粋€(gè)周期來(lái)臨的時(shí)候,我們建筑物的抗震性和地震預(yù)報(bào)水平都有了大幅度提高,唐山大地震的災(zāi)難是完全可以避免的?！?/p>

至于汶川地震時(shí)北京震感強(qiáng)烈的原因,萬(wàn)天豐解釋說(shuō):“這就好比坐在飛機(jī)上,機(jī)身主體震動(dòng)并不大,但機(jī)翼尖端的抖動(dòng)卻非常明顯一樣。高層建筑都是鋼結(jié)構(gòu)的,鋼材彈性比較大,即使地面上有微弱的抖動(dòng),高層上的感覺(jué)也會(huì)相當(dāng)強(qiáng)烈。但這并不是說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)不安全。相反,現(xiàn)在建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)是比較安全的。鋼材料強(qiáng)度很大、韌性(柔性)強(qiáng)、結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)很高,即使建筑物發(fā)生比較明顯的彈性形變,結(jié)構(gòu)仍能保持完整性。這個(gè)時(shí)候應(yīng)該注意的是要避免被室內(nèi)高處物品的墜落或柜子等家具的傾倒所傷害?！?/p>

地震是否能夠預(yù)報(bào)?

每次地震發(fā)生后,都會(huì)有一些學(xué)者說(shuō)自己“成功地預(yù)報(bào)了大地震”,使用的方法也是五花八門。但也有學(xué)者認(rèn)為,地震預(yù)報(bào)是“現(xiàn)代科學(xué)還做不到的事情”。那么地震究竟能不能預(yù)報(bào)呢?

萬(wàn)天豐說(shuō),探討這個(gè)問(wèn)題,首先要區(qū)分中長(zhǎng)期地震預(yù)報(bào)和短期臨震預(yù)報(bào)?！皬默F(xiàn)有研究水平來(lái)看,根據(jù)已有的歷史地震資料,進(jìn)行中長(zhǎng)期的地震預(yù)報(bào)是完全可能的。”這種中長(zhǎng)期預(yù)報(bào)時(shí)間跨度比較大,能夠提出一個(gè)地區(qū)在未來(lái)幾年或幾十年內(nèi)發(fā)生地震的可能性和最大震級(jí),主要用于指導(dǎo)該地區(qū)的抗震設(shè)防。

短期臨震預(yù)報(bào)則是一個(gè)世界性難題,到目前為止,全世界各國(guó)基本上還沒(méi)有做到這一點(diǎn)。萬(wàn)天豐介紹說(shuō),目前各國(guó)地震預(yù)報(bào)都是經(jīng)驗(yàn)性預(yù)報(bào),主要依靠地震記錄儀?！斑@種儀器的工作原理是,如果某一地區(qū)在一定時(shí)間范圍內(nèi)出現(xiàn)微弱地震的次數(shù)達(dá)到一定數(shù)量,那么我們可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)推測(cè)這一地區(qū)發(fā)生強(qiáng)地震的幾率有多大,大概會(huì)在什么時(shí)間?！?975年海城地震就是這樣預(yù)報(bào)的,這也是世界歷史上最準(zhǔn)確的一次強(qiáng)震臨震預(yù)報(bào)。

“但非常遺憾的是,世界上最強(qiáng)的地震活動(dòng)幾乎都不是呈正態(tài)分布的,大部分強(qiáng)震之前都沒(méi)有頻繁小震的警兆,幾乎是突然性的爆發(fā)。越是強(qiáng)震,越是突然?！?/p>

萬(wàn)天豐說(shuō),現(xiàn)在用各種各樣方法預(yù)報(bào)地震的人很多,也可能有人確實(shí)“撞上”一兩次,但是“任何科學(xué)的判斷不在于一兩次的準(zhǔn)確,更重要的是真正掌握科學(xué)的規(guī)律?！比f(wàn)天豐說(shuō),現(xiàn)在臨震預(yù)報(bào)最高的成功率也不過(guò)30%左右,“換句話說(shuō),就是三次中只有一次成功。一旦發(fā)布了地震預(yù)報(bào),牽涉范圍極廣,公眾和社會(huì)是否能夠承受這樣的失誤率?”

那是不是說(shuō)地震就無(wú)法預(yù)報(bào)了呢?萬(wàn)天豐認(rèn)為,地震是一種自然現(xiàn)象,“其本質(zhì)就是地下深部巖石的破裂和錯(cuò)位,而巖石的破裂和錯(cuò)位總是有一個(gè)形成過(guò)程的,不會(huì)沒(méi)有任何先兆。”

萬(wàn)天豐舉例說(shuō),比如大破裂和錯(cuò)位前,總會(huì)先產(chǎn)生一些小裂隙和小的錯(cuò)位,地殼中的溫室氣體,比如氡、氦和二氧化碳等就會(huì)溢出,導(dǎo)致當(dāng)?shù)販囟鹊纳仙?及時(shí)地觀測(cè)到這些變化就可能進(jìn)行地震預(yù)報(bào)?！爱?dāng)然,還有其他許多征兆,如重力值降低、地磁場(chǎng)變化、地下水位變化等,如果我們能夠綜合地球物理和地球化學(xué)手段進(jìn)行系統(tǒng)地監(jiān)測(cè),找到這些理化參數(shù)和地震之間的定量關(guān)系,就有可能解決地震預(yù)報(bào)的難題?！?/p>

萬(wàn)天豐說(shuō),目前科技界已經(jīng)注意到這個(gè)研究方向,并開(kāi)始進(jìn)行了相關(guān)研究?！斑@是一個(gè)漫長(zhǎng)而復(fù)雜的過(guò)程,需要有廣泛分布的觀測(cè)臺(tái)站和較長(zhǎng)期地、系統(tǒng)地觀察研究。不過(guò),也許這是一條正確的道路。”

(摘自中國(guó)礦業(yè)報(bào) 作者:齊芳)

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