應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注已知活斷層＊

John McCloskey

(Environmental Sciences Research Institute,University of Ulster,Coleraine,County Derry BT521SA,Northern Ireland)

致編者——最近在《自然—地球科學(xué)》(Nature Geoscience)雜志上發(fā)表的一篇評(píng)論[1](見本期第34頁譯文:“地震區(qū)劃圖上未明確標(biāo)注的地震危險(xiǎn)”——編者注)認(rèn)為地震科學(xué)和危險(xiǎn)性評(píng)估最優(yōu)先考慮的應(yīng)該是大陸內(nèi)部大量的隱伏斷裂的識(shí)別。幾乎沒有人會(huì)否認(rèn)發(fā)展新的技術(shù)方法用來發(fā)現(xiàn)具有殺傷力的隱伏斷裂具有重要的科學(xué)意義,但是,繪制綿延上千萬平方公里的阿爾卑斯—喜馬拉雅山帶的地震危險(xiǎn)性圖難道真的就是最應(yīng)優(yōu)先考慮的科學(xué)問題嗎?在某些危險(xiǎn)性最高的區(qū)域,我們已經(jīng)擁有、或者可以收集到其已知活斷層的數(shù)據(jù),所以我認(rèn)為最應(yīng)優(yōu)先考慮的科學(xué)問題就是將這些區(qū)域識(shí)別出來,然后,我們必須與非科研人員一道努力,增強(qiáng)這些區(qū)域的抗震能力。

將近50年以來,對(duì)于板塊邊界斷層和(了解得相對(duì)較少的)大陸內(nèi)部斷層,我們已經(jīng)了解了其位置和基本屬性,這些斷層都與許多破壞性地震相關(guān)。然而,這些無可爭(zhēng)議的、很容易被廣泛獲取的基礎(chǔ)知識(shí)在發(fā)展中國家的抗震設(shè)防中并沒有起到顯著的作用,而且也未能說服任何國家(一些最富裕的國家除外)在地震防備方面進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐顿Y。蘇門答臘-安達(dá)曼地震和海地地震導(dǎo)致數(shù)十萬人喪生,而在這些地方,地震和海嘯的危險(xiǎn)曾是廣為人知的。

但令人欣慰的是,即使在發(fā)展中國家仍然有許多成功的實(shí)例。印度尼西亞西蘇門答臘省的巴東市(Padang)擁有85萬人口,鄰近世界上地震和海嘯威脅最大的區(qū)域之一[2]。當(dāng)下一次明打威(Mentaw ai)地震來襲時(shí),地震引發(fā)的海嘯可能會(huì)將巴東市淹沒,目前國際上已將關(guān)注的目光投向了巴東市,通過做好此次地震的防備工作來增強(qiáng)該市抗御地震災(zāi)害的能力[3]。根據(jù)海嘯侵入模型進(jìn)行的宣傳教育和疏散演練以及擬建的垂直疏散結(jié)構(gòu)和橋梁可以使災(zāi)害損失不斷降低(圖1)。巴東的抗震實(shí)例依賴于經(jīng)費(fèi)的投入以及持續(xù)10年的多學(xué)科地球科學(xué)研究,這些研究工作提高了公眾對(duì)不容忽視的地震威脅的認(rèn)識(shí)。這里應(yīng)用的準(zhǔn)則同樣適用于世界范圍的許多已知斷層。

當(dāng)然,巴東的科研與防備工作還并不完善,社區(qū)的防震抗震能力仍不能滿足需求。2009年9月發(fā)生的巴東地震[4]暴露出該市的建筑群存在嚴(yán)重缺陷[5],而且震前防備工作也未能提高建筑質(zhì)量,所以說基本上是不完善的。此外,對(duì)2007年蘇門答臘西南部明古魯(Bengkulu)地震[6]以及2010年智利地震[7]的分析表明,目前的地震復(fù)發(fā)模型均未能預(yù)測(cè)滑移量及滑移位置。這可不是一個(gè)無足輕重的問題,因?yàn)楹[沿海岸的行進(jìn)與預(yù)期發(fā)生的明打威地震的滑移分布是強(qiáng)烈相關(guān)的[8]。然而,拋開這些缺陷不談,巴東地區(qū)已瀕臨危險(xiǎn),這一中心信息是明確、有效的。

圖1 蘇門答臘巴東海嘯疏散標(biāo)志。10年的研究結(jié)果顯示巴東是全球地震和海嘯危險(xiǎn)的熱點(diǎn)區(qū)域。目前國際上正努力促使該地區(qū)的人們做好準(zhǔn)備

地震區(qū)劃圖中未明確標(biāo)注的斷層上未來數(shù)十年內(nèi)發(fā)生的地震可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)萬人遇難,對(duì)于這些斷層的搜尋工作非常重要;例如,最近在德黑蘭市中心發(fā)現(xiàn)了一條斷層[9],如果伊朗政府能夠注重有關(guān)方面的警示,那將是明智之舉。但根據(jù)近半個(gè)世紀(jì)以來對(duì)已知活斷層研究的經(jīng)驗(yàn),僅僅識(shí)別出斷層是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。科學(xué)家還需要識(shí)別新發(fā)現(xiàn)斷層上的最危險(xiǎn)的區(qū)段,并認(rèn)識(shí)其特征,然后將它們與目前已知的地震危險(xiǎn)熱點(diǎn)地區(qū)放在一起進(jìn)行比較,以按照它們的緊迫程度采取行動(dòng)。

我們必須繼續(xù)研發(fā)大地測(cè)量、地質(zhì)、地貌和地震學(xué)方法,以監(jiān)測(cè)斷層上的應(yīng)力積累,重現(xiàn)近期地震、歷史地震以及古地震期間的滑移情況。我們必須將所得數(shù)據(jù)納入長(zhǎng)期應(yīng)力累積模型,進(jìn)一步研發(fā)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,以便將我們觀測(cè)中的不確定因素包含到預(yù)報(bào)方案中,這些預(yù)報(bào)方案應(yīng)基于對(duì)斷層應(yīng)力狀態(tài)的正確約束。相應(yīng)地,也要利用多個(gè)地震周期的復(fù)雜的、基于物理學(xué)的模型來對(duì)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行檢驗(yàn)[10]。我們應(yīng)該繼續(xù)與社會(huì)學(xué)家、非政府組織、保險(xiǎn)公司以及當(dāng)?shù)氐目茖W(xué)家、地質(zhì)勘測(cè)和政府部門通力合作。這樣以來,我們才能確保科學(xué)信息適于提高目標(biāo)社區(qū)的不同社會(huì)、文化和經(jīng)濟(jì)背景下的抗震能力,將財(cái)政的和科學(xué)上的資源合理利用到抗震建筑中。

我們可能永遠(yuǎn)無法預(yù)測(cè)地震。但可以確定的是我們應(yīng)該確立堅(jiān)定不移的目標(biāo),預(yù)報(bào)未來十年內(nèi)將會(huì)發(fā)生在已知斷層上破壞性地震的位置,并且動(dòng)員一切可以動(dòng)員的力量為之做好準(zhǔn)備。

[1]England P,Jackson J.Uncharted seismic risk.Nature Geosci.,2011,4:348-349

[2]Sieh K.2006 Sumatranmegathrust earthquakes—from science to saving lives.Phil.Trans.R.Soc.A.,2006,364:1947-1963

[3]Bo rrero J C,Sieh K,Chlieh M,et al.Tsunami inundation modeling fo r western Sumatra.Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2006,103:19673-19677

[4]McCloskey J,Lange D,Tilmann F,et al.The Sep tember 2009 Padang earthquake.Nature Geosci.,2010,3:70-71

[5]EERI.The MW7.6 Western Sumatra Earthquake of Sep tember 30,2009(Special Earthquake Report,December 2009);http:∥go.nature.com/QVyVn I

[6]Konca O,Avouac J-P,Sladen A,et al.Partial rup ture of a locked patch of the Sumatra megathrust during the 2007 earthquake sequence.Nature,2008,456:631-635

[7]Lorito S,Romano F,Atzori S,et al.Limited overlap between the seismic gap and coseismic slip of the great 2010 Chile earthquake.Nature Geosci.,2011,4:173-177

[8]Geist EL.Complex earthquake rupture and local tsunamis.J.Geophys.Res.,2002,107:ESE 2-1—ESE 2-16

[9]Jackson J.Surviving natural disasters.In:Shuckburgh E(ed.),Survival,Cambridge Univ.Press,U K,2008,123-145

[10]Kaneko Y,Avouac J-P,Lapusta N.Towards inferring earthquake patterns from geodetic observations of interseismic coupling.Nature Geosci.,2010,3:363-369