世界大地震的成因與預(yù)防
——以土耳其地震為例

鐘萃相

江西師范大學(xué)，江西南昌 330047

2023年2月6日，土耳其東南部與敘利亞接壤地區(qū)發(fā)生了一系列嚴(yán)重地震災(zāi)害，其中第一次強(qiáng)震發(fā)生于北京時(shí)間2023年2月6日09:17(當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月6日04:17)，地震級(jí)別為里氏7.8級(jí)，震中位于37.15°N，36.15°E，第二次強(qiáng)震發(fā)生于北京時(shí)間2023年2月6日18:24(當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月6日13:24)，地震級(jí)別為里氏7.5級(jí)，震中位于38°N、37.15°E(圖1)。

2023年2月6日土耳其地震是一年多來全世界發(fā)生的級(jí)別最大的地震，也是土耳其歷史上發(fā)生的級(jí)別最大的地震，其破壞力十分巨大，造成了5萬人死亡，2萬多棟樓房倒塌，1350萬人直接受害[1]?；赝^去一百多年的歷史，作為安納托利亞斷裂帶上的國家，土耳其曾遭遇過多次強(qiáng)烈地震。

1 地震成因揭秘

先以土耳其的地震為例說明地震的成因。土耳其三面環(huán)海，北為黑海，西為愛琴海和馬爾馬拉海，南為地中海，海岸線長7 200 km(圖2)。土耳其周邊長期受到海水侵蝕，使得土耳其境內(nèi)出現(xiàn)了兩大斷裂帶：北安納托利亞斷裂帶[3]和東安納托利亞斷裂帶[4]。由于土耳其靠近北極圈，月球北上極頂或從北極頂南下時(shí)經(jīng)常要過境土耳其上空，因此土耳其被稱為星月之國。當(dāng)安納托利亞斷裂帶被海水侵蝕得較為嚴(yán)重時(shí)，經(jīng)過斷裂帶上空的月球靠近斷裂帶就會(huì)對(duì)斷裂帶的斷層產(chǎn)生巨大的引力，容易引起地下斷層突然錯(cuò)動(dòng)，從而引發(fā)地震[2]。

圖2 土耳其境內(nèi)的兩大斷裂帶

發(fā)生于1976年7月28日的河北省唐山大地震也具有類似的成因。由于唐山南鄰渤海，海岸線長達(dá)229.7 km，致使其沿海地區(qū)受到海水的嚴(yán)重侵蝕，產(chǎn)生了一系列斷裂帶。1976年7月28日是陰歷七月初二，正是月球經(jīng)過唐山上空從而靠近唐山地面的時(shí)候(圖3)。因此，月球?qū)μ粕綌嗔褞Мa(chǎn)生了巨大的引力，引起地下斷層的突然錯(cuò)動(dòng)，從而發(fā)生強(qiáng)烈地震。地震發(fā)生后，震區(qū)周圍出現(xiàn)了大量裂縫，包括1條長8 km、寬30 m的地裂縫帶，橫切圍墻、房屋、道路和水渠，這證明了唐山沿海地區(qū)主要是由于長期受到海水侵蝕或人工開采而出現(xiàn)許多地下斷層而出現(xiàn)地震。此外，地震前夕唐山東南沿?？耧L(fēng)大作、波濤洶涌、電閃雷鳴、風(fēng)雨交加，這也是月臨渤海的重要證據(jù)[3]。

圖3 月相的變化

2011年3月11日發(fā)生在日本東北部太平洋的“東本大地震”也有類似的成因。該地震的震中位于日本宮城縣以東太平洋海域，距仙臺(tái)約130 km，震源深度20 km。此次地震的震級(jí)為9.0級(jí)，引發(fā)的海嘯對(duì)日本東北部巖手縣、宮城縣、福島縣等地均造成了毀滅性破壞，并引發(fā)福島第一核電站泄漏。時(shí)至今日，日本“3·11”大地震已經(jīng)過去了十幾年，但地震給人們造成的傷痛和陰影始終揮之不去，它給地震學(xué)家留下的疑惑和謎團(tuán)也未能完全破解。

關(guān)于“3·11”大地震的成因，目前的觀點(diǎn)認(rèn)為其是在太平洋板塊俯沖帶上的海溝型地震，與公元869年在日本三陸沿海附近發(fā)生的里氏8.4級(jí)的“貞觀地震”類似。2017年11月，日本海洋研究機(jī)構(gòu)以大地震前后板塊交界處的海底觀測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，詳細(xì)研究分析了“3·11”大地震震源附近海溝處的斷層活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)海溝處附近斷層平均錯(cuò)位達(dá)到約62 m，最大錯(cuò)位達(dá)到65 m。由此可見，“東本大地震”的成因與土耳其大地震的成因類似。

日本是一個(gè)四面環(huán)海的島國，其周邊長期受到海水侵蝕，致使沿海地區(qū)出現(xiàn)許多斷裂帶，經(jīng)過斷裂帶上空的月球靠近斷裂帶時(shí)就會(huì)對(duì)斷裂帶的斷層產(chǎn)生巨大的引力，容易引起地下斷層錯(cuò)動(dòng)，從而引發(fā)大地震。在“3·11”大地震發(fā)生的一個(gè)月前，日本海溝附近出現(xiàn)了劇烈活動(dòng)，宮城縣以東地區(qū)發(fā)生了多起地震，3月9日上午，即“3·11”大地震的前兩天，三陸海域發(fā)生了7.3級(jí)地震，遺憾的是人們只是將這次地震當(dāng)作一次偶然的地震，并沒有將其視為另一場更大規(guī)模地震的前兆。

事實(shí)上，2011年3月9日是陰歷初五，3月11是陰歷初七，正是北上的月球經(jīng)過日本宮城縣附近上空的時(shí)候(圖3)。月球的引力容易引起海溝斷層移位，從而引發(fā)強(qiáng)烈地震。此外，震后第2天(3月12日，即陰歷初八)月球登上北極頂，在月球的萬有引力作用下北極極渦被破壞，大量冷氣流被倒出，當(dāng)這些冷氣流吹到海拔較高的仙臺(tái)地區(qū)時(shí)，與海上蒸發(fā)起來的水汽相遇，便下起了鵝毛大雪。這些都是月球萬有引力的連鎖反應(yīng)，并不是不測之災(zāi)[4-5]。

同時(shí)，許多海底地震也是受到靠近地球的月球的引力作用導(dǎo)致的。由于海底長期受到海水侵蝕，海底地殼變薄，許多巖層出現(xiàn)了斷裂。當(dāng)月球軌道靠近地球時(shí)，月球?qū)５讕r層的引力變大，巖層之間容易發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，大量海水由此進(jìn)入地幔與高溫巖漿相接觸，從而引起劇烈的爆炸和強(qiáng)烈的地震，甚至掀起大浪滔天的海嘯。例如，1960年5月21日凌晨開始，在智利的蒙特港附近海底，突然發(fā)生了世界地震史上罕見的強(qiáng)烈地震，震級(jí)達(dá)到9.5級(jí)，引起的海嘯波及日本等地。1960年5月21日恰好是農(nóng)歷四月二十六日，月球剛從南極頂上來向北運(yùn)行至蒙特港上空。如圖3所示，月球離該震中距離較近，對(duì)震中海底的巖層有較強(qiáng)的引力，容易引起震中海底巖層錯(cuò)動(dòng)，最終導(dǎo)致了這次海底地震。

此外，2016年9月12日，來自東京大學(xué)的地震物理研究團(tuán)隊(duì)在英國《自然地球科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表了一篇報(bào)告，認(rèn)為大地震可能與月球引力有關(guān)。他們比較了過去20年來世界各地發(fā)生的5.5級(jí)或以上地震的潮汐，發(fā)現(xiàn)在12次8.2級(jí)及其以上的地震中，有10次發(fā)生在漲潮前后，此時(shí)月球的引力更強(qiáng)，但該研究團(tuán)隊(duì)并沒有提出一種托起月球的有效方法來預(yù)防地震。

2 全球地震越來越頻繁、猛烈的原因

全球地震越來越頻繁、猛烈，究其原因主要是由于北極航道的開通和油氣的勘探和開采，使得北極冰蓋大量融化，冰川流失，永久性凍土層下降，極區(qū)盆地邊緣沉陷，北極地區(qū)海平面和大氣等位面也大幅度下降，從而導(dǎo)致北極渦旋變?nèi)?，其?duì)云氣的壓縮能力降低，使地球自轉(zhuǎn)、月球公轉(zhuǎn)減速，于是月球逐漸沿著螺旋線靠近地球[6]。隨著月球軌道靠近地球，月球?qū)Φ乇頂鄬拥囊?huì)逐漸增強(qiáng)，容易引起地表斷層的錯(cuò)動(dòng)，從而引起地震。

3 防制全球地震策略

根據(jù)前文對(duì)全球地震變得頻繁、猛烈原因的分析結(jié)果可知，為了防止全球地震變得更頻繁和更猛烈，應(yīng)對(duì)北極冰蓋大量融化和冰川消退的情況作出改善，使北極渦旋恢復(fù)強(qiáng)壯態(tài)勢，增強(qiáng)極渦對(duì)云氣的壓縮能力，使地球自轉(zhuǎn)加速并帶動(dòng)月球公轉(zhuǎn)加速，從而使月球沿著螺旋線適當(dāng)遠(yuǎn)離地球，減少全球地震的發(fā)生。具體措施如下：(1)加固北極航道的堤岸，防止冰川大量流失；(2)在開采可燃冰和天然氣的地方填塞木頭、石頭、泥沙以穩(wěn)固冰基，防止北極冰蓋消融縮小和永久性凍土層融化沉陷；(3)減少人們在極地的觀光旅游、可燃冰和天然氣的開采活動(dòng)，以保持兩極冰川不消融不退縮，使得環(huán)境溫度降低，從而防止極區(qū)盆地邊緣發(fā)生沉陷[7-8]。

一些內(nèi)陸地震，還可以采用更精細(xì)的防震措施。例如：2005年發(fā)生的九江地震是由于九江縣和瑞昌市之間的地段長期受到長江水的侵蝕，使得九江縣和瑞昌市之間產(chǎn)生了較深厚的斷裂層，斷裂層錯(cuò)動(dòng)引起了2005年的九江地震?？v觀贛鄱地形，可見江西地形是由南向北傾斜，主要在江西北部形成了鄱陽湖這個(gè)大盆地，使得江西境內(nèi)接收到的雨或水通常都流入這個(gè)盆地，然后再流入長江。因此，江西大部分地區(qū)都無法保留大量的積水，甚至鄱陽湖到了冬天都干涸見底。因此，九江地震發(fā)生的大斷層主要是由于源源不斷的長江水對(duì)九江和瑞昌之間的地段產(chǎn)生了長期侵蝕。為了防止九江地震頻繁或猛烈發(fā)生，應(yīng)經(jīng)常清除從湖口流入長江的深厚淤泥，防止長江水道被堵塞而使水停滯在九江和瑞昌之間的地域，或?qū)⑺构噙M(jìn)鄱陽湖，從而減少地震的頻次，降低地震烈度[9-10]。

4 結(jié)束語

全球地震使人們?nèi)找娌话?。為了有效?yīng)對(duì)地震，必須弄清楚地震的成因，然后“對(duì)癥下藥”，精準(zhǔn)施策。通過分析一些典型大地震案例，找到了世界大地震的成因及相應(yīng)的防制方法。由于世界上一些潛在地震帶長期受到海水或江水的侵蝕，產(chǎn)生了一系列的地表斷層，當(dāng)月球靠近這些斷層時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的引力作用，導(dǎo)致斷層移動(dòng)，從而引起強(qiáng)烈地震。相關(guān)部門可通過加固北極航道堤岸，在開采可燃冰和天然氣的地方填塞木頭、石頭、泥沙以穩(wěn)固冰基，以及減少人們在極地的觀光旅游、可燃冰和天然氣的開采活動(dòng)等措施保持兩極冰川不消融不退縮，從而使北極環(huán)境溫度降低，北極渦旋恢復(fù)強(qiáng)壯態(tài)勢，增強(qiáng)極渦對(duì)云氣的壓縮能力，使地球自轉(zhuǎn)加速并帶動(dòng)月球公轉(zhuǎn)加速，從而使月球沿著螺旋線適當(dāng)遠(yuǎn)離地球，最終減少全球大地震的發(fā)生。