研一時(shí),我們學(xué)的都是基礎(chǔ)課,在沒有確定論文方向之前,我經(jīng)常會(huì)泡在圖書館狂讀中外文獻(xiàn)和論文,每?jī)扇鼙愫屯瑢W(xué)、導(dǎo)師一起開個(gè)小型學(xué)術(shù)會(huì)議,探討一下自己的讀書心得,其中涉及最多的便是對(duì)于地震是否可以預(yù)測(cè)的爭(zhēng)論。
其實(shí),地震的物理機(jī)制至今尚無定論,雖然有一個(gè)矩張量模型可以模擬地震發(fā)生那一刻的過程,并得到相應(yīng)的理論地震波形,可地震的孕育過程,至今為止還是一個(gè)迷,因?yàn)檫@涉及到的過程實(shí)在是太復(fù)雜了,而這個(gè)過程也是地震預(yù)測(cè)的癥結(jié)所在。于是,在接下來的兩年,我就將研究方向定為地震機(jī)理的研究。但要想開展機(jī)理研究的基礎(chǔ),就必須通過觀測(cè)取得數(shù)據(jù)。
天上的云的運(yùn)動(dòng),大家肉眼就能觀測(cè)到,一片烏云飄過來,大家都敢預(yù)測(cè)一把說“一會(huì)兒就得下雨”;再加上滿天的氣象衛(wèi)星,把溫度、氣壓、濕度等資料不斷實(shí)時(shí)傳來,再根據(jù)很多基于流體力學(xué)等現(xiàn)成公式,就能準(zhǔn)確地測(cè)算出天氣的變化。相對(duì)于頭頂?shù)奶炜?,我們?duì)自己腳下的大地是無法直接觀測(cè)的,絕大部分知識(shí)都是間接來源于地震波,少部分直接觀測(cè)是鉆探結(jié)果,但相對(duì)于地殼34公里的平均深度來說,決大多數(shù)鉆井(主要是石油鉆井)頂多也就三四公里,最深的鉆井是前蘇聯(lián)在貝加爾湖的科拉半島打的,也有只12262米(中國(guó)也在江蘇東海打了一口5158米的探井)。僅僅憑這點(diǎn)有限的資料和研究,要想了解地球特別是地殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu),在現(xiàn)階段基本上是根本不可能的。
通過觀測(cè)對(duì)地震成因進(jìn)行探索的方案看來是不可行了。第一步就出現(xiàn)問題,這可把我急壞了。我一頭扎進(jìn)書堆里,想找找別的靈感。去繁求簡(jiǎn),從最基礎(chǔ)的知識(shí)入手,我從李四光對(duì)于地震帶的研究中突然有了新想法。
李四光在我國(guó)的臺(tái)灣地區(qū)、西南地區(qū)、西北地區(qū)、華北地區(qū)和東南沿海地區(qū)一共劃分了23條地震帶。其劃分的主要依據(jù)就是板塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和歷史中這些地區(qū)發(fā)生地震的頻率和震級(jí)。而且這23條地震帶后來被證實(shí)的確屬于地震較多發(fā)地區(qū)。我想,如果板塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的確能夠成為劃分地震帶的依據(jù)之一,板塊特征必然會(huì)與地震的成因存在一定的關(guān)系。
從這個(gè)角度出發(fā),我開始了新的研究。很快,“凹凸體”模型在我的研究過程中起到了很大的作用。“凹凸體”之間的凹凸導(dǎo)致地質(zhì)板塊嵌合在一起。如果凹凸體間的嵌合不夠或者摩擦力不夠,就會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)板塊滑動(dòng),從而引發(fā)地震?!鞍纪贵w”的滑動(dòng),會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的震波,它的反應(yīng)是劇烈、突然的。但同樣,除了“凹凸體”,也存在平時(shí)就一點(diǎn)兒一點(diǎn)兒、拖拖拉拉的“緩慢滑動(dòng)的區(qū)域”,被稱為“蠕滑區(qū)”。
“蠕滑區(qū)”的現(xiàn)象讓我十分感興趣。如果“蠕滑區(qū)”的板塊在平時(shí)就存在運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象,是否代表著,其實(shí)我們一直都處在“微地震”的過程中?如此一來,最近大家紛紛反映的“震感”現(xiàn)象就會(huì)有一個(gè)很好的解釋了。很快,我利用“凹凸體”模型做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。當(dāng)摩擦力極大的時(shí)候,板塊滑落時(shí)形成的沖擊力就越大,而當(dāng)摩擦力很小,兩個(gè)板塊間出于緩慢而勻速的滑動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的沖擊力非常小,而推及地球表面,由于板塊滑動(dòng)產(chǎn)生的效果相對(duì)于極大的板塊來說,影響非常細(xì)微,因此,往往人們是無法感受到“震動(dòng)”的。但如果在緩慢滑動(dòng)過程中,由于板塊間某一個(gè)區(qū)域摩擦系數(shù)發(fā)生變化,存在一瞬間的“非勻速”狀態(tài),就會(huì)讓人們感覺到細(xì)微的“震感”。這個(gè)推論,也恰好充分解釋了這段時(shí)間各地“地震頻發(fā)”的現(xiàn)象。
傳統(tǒng)的地震現(xiàn)象研究都是從地震發(fā)生后的地殼或者板塊現(xiàn)象進(jìn)行研究的,而我發(fā)現(xiàn),如果從板塊之間的運(yùn)動(dòng)規(guī)律著手,從成因入手進(jìn)行地震現(xiàn)象的研究,對(duì)于地震的預(yù)測(cè)來講,就像是從形成機(jī)理進(jìn)行推算,會(huì)顯得更有前瞻性。導(dǎo)師也同意我的思路,他告訴我,雖然人類現(xiàn)在還無法準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)何時(shí)何地發(fā)生何種震級(jí)的地震,但是,如果從板塊運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)地分析和取證,就能比較準(zhǔn)確地得出地震發(fā)生的可能性,而在這個(gè)基礎(chǔ)上時(shí)刻保持關(guān)注,即使不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震,在該地區(qū)的城市建設(shè)和地震防范工作上也能未雨綢繆,意義十分重大。我也相信,隨著人類對(duì)于板塊運(yùn)動(dòng)的深入研究,預(yù)測(cè)地震,或者說是初步估計(jì)地震發(fā)生概率是很有可能的。這也是我看好這個(gè)專業(yè)并熱愛研究的原因之一。
如果在緩慢滑動(dòng)過程中,由于板塊間某一個(gè)區(qū)域摩擦系數(shù)發(fā)生變化,存在一瞬間的“非勻速”狀態(tài),則會(huì)讓人們感覺到細(xì)微的“震感”。這個(gè)發(fā)現(xiàn),也恰好充分解釋了這段時(shí)間各地“地震頻發(fā)”的現(xiàn)象。