一次全球性新的地震活動(dòng)高潮

鄧起東

(中國地震局地質(zhì)研究所，活動(dòng)構(gòu)造與火山重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100029)

馬宗晉院士長期深入研究全球構(gòu)造和全球地震活動(dòng)，致力于地震預(yù)測、預(yù)報(bào)及減災(zāi)工作，為之做出了極大的貢獻(xiàn)。51年前，本人初出校門，即跟隨馬宗晉先生和馬瑾先生開展三峽水庫、川中油田及褶皺和斷裂形成機(jī)制研究。1966年邢臺(tái)地震以后，雖轉(zhuǎn)而研究活動(dòng)構(gòu)造，但仍在各方面不斷得到他們的幫助。值此馬宗晉院士80華誕之際，謹(jǐn)以本文致賀。

近年來，在全球多個(gè)板塊邊界活動(dòng)構(gòu)造帶和大陸內(nèi)部活動(dòng)斷裂帶上連續(xù)發(fā)生巨大地震，其主要活動(dòng)特征為:震級(jí)高、頻度大，地震能量在短時(shí)間內(nèi)連續(xù)釋放;地震既發(fā)生于環(huán)太平洋板塊邊界構(gòu)造帶，也發(fā)生于地中海－喜馬拉雅(歐亞)板塊邊界構(gòu)造帶，更發(fā)生于大陸板塊內(nèi)部;不同板緣邊界構(gòu)造帶之間、板塊邊界構(gòu)造帶與板內(nèi)大陸內(nèi)部地震活動(dòng)同步起伏，表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。圖1和圖2說明自2001年秘魯MW8.4地震以來，在環(huán)太平洋地震帶和地中海－喜馬拉雅(歐亞)地震帶已先后發(fā)生了15次MW≥8.0地震，其中包括2004年蘇門答臘MW9.0地震，2011年日本東北部MW9.1地震;此外，還有2010年智利MW8.8地震及蘇門答臘2次MW8.6地震，其應(yīng)變總量達(dá)9.5×1018J，年應(yīng)變釋放率達(dá)到7.9×1017J/a。

值得注意的是，這一巨大地震叢集現(xiàn)象在20世紀(jì)50—60年代也曾在全球板塊邊界構(gòu)造帶和板內(nèi)大型活動(dòng)構(gòu)造帶上出現(xiàn)過，在那一地震活動(dòng)高潮階段，自1950年中國西藏察隅MW8.6地震開始，至1965年阿留申大鼠群島MW8.7地震結(jié)束，16年內(nèi)發(fā)生過13次MW≥8.0巨大地震，其中MW≥9.0地震有:1960年智利MW9.6地震、1964年阿拉斯加MW9.2地震和1952年堪察加半島MW9.0地震。此外，還有西藏察隅和阿留申大鼠群島等4次MW8.6～8.7地震，其應(yīng)變總量達(dá)2.5×1019J，年應(yīng)變釋放率達(dá)到1.6×1018J/a。由圖2可知，這兩叢巨大地震既發(fā)生于環(huán)太平洋地震帶，也發(fā)生于地中海－喜馬拉雅(歐亞)地震帶，但以前者為主。此外，自1900年以來全球5次MW≥9.0巨大地震全部發(fā)生在這2個(gè)地震活動(dòng)高潮階段(表1，2)。

圖1 1900年以來全球MW≥8.0地震分布Fig.1 Distribution of MW≥8.0 earthquakes since 1900.

圖2 1900年以來全球MW－T圖Fig.2 The MW －T plots of earthquakes with MW≥8.0 since 1900.

表1 全球MW9.0以上地震Table 1 Statistics of earthquakes of MW≥9.0 in the world

表2 2001年以來全球MW8～8.9地震Table 2 Statistics of earthquakes of MW≥8.0～8.9 in the world since 2001

1900年以來中國青藏高原的地震活動(dòng)說明，不同時(shí)期的7.0級(jí)以上地震在高原內(nèi)有不同的主體活動(dòng)地區(qū)，1997年以來的7.0級(jí)以上地震主要發(fā)生于青藏?cái)鄩K區(qū)中部的巴顏喀喇?dāng)鄩K周緣邊界斷裂帶上，但高原南部地區(qū)也有6～7級(jí)地震發(fā)生(鄧起東等，2009，2010)。若把青藏高原和巴顏喀喇?dāng)鄩K的地震活動(dòng)與全球板塊邊界構(gòu)造帶的地震活動(dòng)相比較，則可發(fā)現(xiàn)，青藏高原1997年以來MW≥7.0地震活動(dòng)與印度－澳大利亞板塊邊界構(gòu)造帶蘇門答臘構(gòu)造段同一時(shí)期地震活動(dòng)高潮的對(duì)應(yīng)性很好，圖3反映了它們的相關(guān)性。1997年以來，巴顏喀喇?dāng)鄩K周緣活動(dòng)斷裂帶上MW≥7.0地震有:1997年瑪尼地震(MW7.5)、2001年昆侖山口西地震(MW7.8)、2008年于田地震(MW7.1)和汶川地震(MW7.9)及2010年玉樹地震(MS7.1，MW6.9)。這些地震震源斷裂的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)與它們所在的斷塊邊界活動(dòng)斷裂帶的活動(dòng)性質(zhì)一致，如發(fā)生于斷塊南北邊界上的玉樹－馬爾蓋茶卡斷裂和東昆侖斷裂上的瑪尼地震、玉樹地震和昆侖山口西地震均為走滑型地震，同震地表破裂帶均為剪切破裂帶，發(fā)生在巴顏喀喇?dāng)鄩K東南端龍門山逆斷裂帶上的汶川地震為逆斷裂控制的擠壓型地震，而斷塊西端的于田地震，則為正斷裂拉張型地震，同震破裂帶分別為擠壓型和拉張型(圖4)。在同一時(shí)期，青藏高原南部還發(fā)生了一些MW＜7.0，但MS震級(jí)為7級(jí)左右或略小的地震，如攀枝花、改則、日喀則、麗江和耿馬等地震，所以，我們當(dāng)時(shí)曾估計(jì)青藏高原中南部還會(huì)發(fā)生7級(jí)左右地震。果然，2011年又在中緬邊境地區(qū)發(fā)生了MW7.0 地震(鄧起東，2009，2010)。

圖3 蘇門答臘－青藏高原－巴顏喀喇MW－T圖(MW≥7.0，1900—2012)Fig.3 The MW －T plots of earthquakes of MW≥7.0 in Sumatra，Tibetan Plateau and Bayan Kara during1900—2012.

圖4 青藏高原巴顏喀喇?dāng)鄩K昆侖－汶川地震系列分布(鄧起東等，2010略加修改)Fig.4 Distribution of the Kunlun-Wenchuan earthquake series in the Bayankala fault-block of Tibetan plateau(modified slightly from DENG Qi-dong et al.，2010).

更重要的是如何回答以下幾個(gè)問題:首先，21世紀(jì)初這一全球性新的地震活動(dòng)高潮是否還要延續(xù)下去?如是，則還要延續(xù)多長時(shí)間?在其延續(xù)過程中還有多大地震發(fā)生?從這2個(gè)地震活動(dòng)高潮歷時(shí)的簡單對(duì)比來看，我們現(xiàn)在正在經(jīng)歷的新的地震活動(dòng)高潮還可能延續(xù)一定的時(shí)間，例如5a左右;雖然從地震次數(shù)來看，我們正在經(jīng)歷的最新地震活動(dòng)高潮中發(fā)生的MW≥8.0地震的次數(shù)已不少于20世紀(jì)50—60年代地震活動(dòng)高潮，但從釋放總應(yīng)變來看，本期釋放的總應(yīng)變?nèi)孕∮谏弦淮蔚卣鸹顒?dòng)高潮。更重要的是，在現(xiàn)在這一次活動(dòng)高潮中MW≥8.0地震仍在連續(xù)發(fā)生，并無結(jié)束跡象，已導(dǎo)致2012年4月11日在蘇門答臘地區(qū)又連續(xù)發(fā)生2次MW8.6和MW8.3地震(圖1，2)。因此，我們估計(jì)本次最新地震活動(dòng)高潮不僅還將延續(xù)一定時(shí)間，而且，還可能有MW≥8.0地震發(fā)生;其次，從前述板塊邊界構(gòu)造帶地震活動(dòng)與大陸板內(nèi)地震活動(dòng)的相關(guān)性分析，對(duì)青藏高原今后幾年中7級(jí)左右中等強(qiáng)度地震，甚至7級(jí)以上大地震發(fā)生的可能性也不能排除，其中高原中部巴顏喀喇?dāng)鄩K和高原南部的地震危險(xiǎn)性需要更加引起注意。而且，由于目前我們?nèi)蕴幱谶@次全球性最新地震活動(dòng)高潮中，對(duì)中國其他地區(qū)的地震危險(xiǎn)性也要分別加以研究。

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