作者:苏德辰 来源:中国科学报 发布时间:2017-8-11
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九寨沟地震六问

 印度板块与欧亚板块关系图

■苏德辰

北京时间2017年8月8日21时19分,四川省阿坝州九寨沟县发生M7.0级地震。震中位于东经103.82°,北纬33.20°,震源深度约为20 千米。2017年8月9日7时27分52秒,在新疆博尔塔拉州精河县(北纬44.27°,东经82.89°)发生6.6级地震,震源深度11千米。

以下为这两天通过微信或其他媒体回答各界朋友的问答后整理的内容,如有错漏,请以此文为准。

1.九寨沟地震的形成原因?与2008年的汶川地震有没有关系?为什么在四川周边经常有地震?

地震的类型:构造地震、火山喷发、地陷(采矿坑或溶洞塌陷)、核爆炸等。一般所说的地震都是指构造地震,而构造地震的最主要、最根本的原因就是地球的板块之间的相互运动。

地球是由6大板块构成的,青藏高原南部的印度板块每年在以50~60毫米的速度向青藏高原的下部俯冲,这种作用最近几十万年以来一直在持续进行着,所以才形成了世界上最高的青藏高原和一系列山脉、高峰。著名的喜马拉雅山脉和世界上最高的珠穆朗玛峰等的形成都是这个惊心动魄的俯冲碰撞过程的杰作。

事实上,地球上的6大板块内部又分别由多个不同规模的次级岩块拼接而成,次级岩块之间也往往是断层接触。以青藏高原为例,早在印度板块与亚洲板块碰撞接触前,青藏高原的雏形就已经形成了,它是由一系列岩块彼此拼接形成。印度板块与亚洲板块直接碰撞后,这些岩块之间早已存在的断裂被活化,在强大的印度板块的持续推挤下,块体之间经常发生错动或滑动。

无论是大的板块之间还是板块内部的岩块之间的滑动,都会积聚大量的能量,当积累到一定程度突然释放,就会对地表产生强烈的破坏,因此引发了青藏高原内部和周缘大量的地震。

从全球规模考虑,大的地震都集中在板块边界和大洋中脊(板块新生的部位)。而板块边界又可细分为大洋与大陆之间的边界(如日本和智利)以及大陆与大陆之间的边界(如青藏高原)。

从大的构造背景考虑,2008年的汶川地震、2010年的玉树地震、2013年芦山地震以及这次的九寨沟地震的根本原因,都是来自印度洋板块对欧亚板块的碰撞(见图)。只是它们分别形成于青藏高原内部的不同岩块的边界。

龙门山位于青藏高原与四川盆地的接触部位,其形成过程极为复杂,可简单地概述如下:四川盆地下面是非常强硬的杨子地块,青藏高原在印度板块的持续推动下向东运动,遭到四川盆地的强烈阻挡,所以在二者接合部分形成了巨大的龙门山,并且沿龙门山发育了多条大断裂,这些断裂至少数十万年来不断活动,是龙门山地区地震多发的原因。对于人类来讲,这个过程在龙门山地区要一直持续下去,因此,四川周边(主要是西边)的地震会经常发生。

2.地震可以预报吗?预报、预测以及预警三者之间有什么关系?

地震预报是个老大难的问题,每次灾难性地震发生之后,人们都要问。到目前为止,人们成功预报或预测地震的实例很少,我国海城地震的预报是极少的成功实例,但是这次预报的成功有很大的偶然性,之后再没有大的地震被成功预报。

发生地震时,会有不同性质的地震波,最常见的是P波和S波。不同的地震波传播速度和破坏力是不同的,速度最快的P波对地表的破坏小,现代预警系统正是利用了地震波的速度差和地震波与电磁波的速度差来实现的。预警系统成功的前提必须有现代化的监测台网。当预警系统检测到地震发生时,会迅速判断震中的位置,并根据震中与预警系统用户所在地的距离判断地震波到达的时间。

一般来说,地震波的传播速度是每秒几公里,而电波的速度为每秒30万千米。因此,如果能够利用实时监测台网获取的地震信息,以及对地震可能的破坏范围和程度的快速评估结果,就有利用破坏性地震波到达之前的短暂时间发出预警。虽然地震预警的时间非常短,往往只有几秒、十几秒或数十秒,但是如此短的时间仍然可以挽救很多生命,减少很多损失。在目前地震预测、预报还很不成熟的情况下,为了应对突发性和毁灭性的地震灾害,最大限度地降低损失,进行地震预警非常必要,也很有意义(作者注:此段内容来自百度)。

3.地震云是否存在?是否可以根据地震云预报地震?

地震孕育过程中,地下岩石之间彼此摩擦、撞击,有可能产生一系列的物理场的变化或人类目前无法检测到的信息。因此,许多人乐意接受地震云预报地震的说法。当然,如果真有地震云存在的话,预报地震就太简单了。但是,目前还没有发现一起根据地震云成功预报或预测地震的实例,网上流传的各种地震云大多是马后炮,成功预报的标志必须要有准确的时间、地点(位置)、震级等要素。从这个意义上说,可以认为地震云不存在,或者说可以预报地震的地震云不存在。

2008年汶川地震前,震中牛眠沟一家有个不到1岁的小孩儿在屋里哭闹不止,抱出门就安静,抱进屋就哭闹,如此反复几次,一家人再次把他抱出屋后,大地震发生了,从而救了一家人。这个故事是我亲耳从小孩子的家人那里了解到的。反过来,能根据小孩子哭闹就预报大地震的发生吗?也许未来科学技术手段先进了,会找到其中的原因,但是现在仍然不能。

4.九寨沟地震之后,周边还会有大的余震吗?地震之后,灾区的民众和游客要注意哪些事项?

7级地震之后还没有大的余震发生过,因此地下积聚的能量是否释放完成、什么时候释放还不确定,完全可能发生5级左右甚至更大的余震。龙门山还发生过两次7级地震连发的情况。因此,灾区的居民和有关部门不能对余震掉以轻心。除了可能有较大的余震外,其他主要的次生灾害有山体滑坡和水灾等。

5.九寨沟地震和新疆精河地震是否有关系?为什么?

从大的构造背景上分析,新疆与九寨沟都属于印度板块和欧亚碰撞间相互碰撞的结果,有人据此将8月9日发生的精河县地震与8日发生的九寨沟地震联系到了一起。虽然两个地震都发生在欧亚板块内部,但是两个地震发生在相距2000千米以远且属于不同的地震带上(精河县的地震发生在天山地震带上),因此说二者之间没有直接联系,只是地震发生的时间碰巧相近而已。

6.地震的震级和烈度是如何确定的?不同的震级之间能量差别有多大?

震级是表征地震强弱的量度,是划分震源放出的能量大小的等级。单位是“里氏”,通常用字母M表示,它与地震所释放的能量有关。释放能量越大,地震震级也越大。震级每相差1.0级,能量相差大约32倍;每相差2.0级,能量相差约1000倍。也就是说,一个6级地震相当于32个5级地震,而一个7级地震则相当于1000个5级地震(作者注:源于网络)。

最常见到的地震分级方案是美国人Charles F.Richter于1935年提出的,在此基础上,不同的国家或研究单位有不同的修正。里氏震级共分9级。而美国地质调查局采用的是基于里氏震级的另一个标准,称为矩震级。因此,同一地震,会有不同的震级表示,要小心区分。其道理与温度有摄氏度和华氏度两种表示方法有些类似。因此,当你看到后面这句表述时请不要吃惊:“目前世界上最大的地震的震级为9.4~9.6级,1960年5月22日发生在智利。”虽然智利这场地震发生在50多年前,但它的震级仍有不同的数字表示。昨天上午在微信中流传的中国地震台网中心的一份材料中,有一段关于九寨沟地震的这样的叙述:2017年8月8日四川省阿坝州九寨沟县M7.0级地震震源机解结果为:矩震级Mw约6.5。一定注意,7.0和6.5都是同一个地震,但是算法不一样,所以有两个结果。

同一级别的地震,不同地点造成的破坏程度是不一样的。根据地震对地表及工程建筑的影响,把地震强度分为若干级别,称为烈度。中国的地震烈度共分成12级(1999年国家标准),以下为笔者摘录的简单判别标志:如果行人在8度区,会发生行走困难;在9度区,行人摔倒;10度区,骑车人会摔倒,大部分房屋倒塌;11度区房屋普遍倒塌;12度区地面剧烈变化,山河改观。

(http://blog.sciencenet.cn/u/dkysdc)

《中国科学报》 (2017-08-11 第2版 博客)
 
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