科学家解读汶川大地震

本刊记者

北京时间5月12日14时28分，四川汶川县发生了8级地震。此次地震最大烈度达11度，破坏特别严重的地区超过10万平方千米，是自唐山地震以来破坏性最强、波及范围最广的一次地震。中国是世界上地震灾害最严重的国家。仅唐山、汶川两次大震，造成的人员伤亡就高达百万之众，经济、财产损失更无法计量。对于地震灾害，我们应有足够的心理准备和科学认知。近日本刊采访了中国地震局地质研究所高建国等专家。让我们听听专家们对汶川地震的解读——

为什么会发生如此强烈的地震?

中国地质大学徐世球教授认为，中国地震属于大型板块断层活动。印度洋板块向亚欧板块俯冲，能量从青藏高原向内陆释放。中国地层分为青藏高原板块、华南地区板块、华北地区板块等6大亚板块。四川汶川是地震活跃地区，处于全国6大亚板块断裂带上。这次地震聚集了巨大能量，突然间释放，能量沿着板块裂缝传递，对各板块进行挤压，地层破裂尺度较大，导致其他地区有震感，灾情严重。地震的强度越大，其所携带和释放的能量也就越大，波及的范围也会更广。

此次汶川地震发生在龙门山断裂带，它长约400千米，宽达60千米，规模巨大，它沿着四川盆地西北缘底部切过，位置十分特殊。这条断裂带由3条大断裂构成，自西向东分别是龙门山后山断裂、龙门山主中央断裂、龙门山主边界断裂。这里是川西高原和四川盆地的过渡地带，地壳厚度在此陡然变化。它的东部是人口密集的成都平原陆地板块，西面则是青藏高原隆起板块。近百年来，龙门山地震带都没有发生过大的地震，而板块间的挤压、俯冲早已积聚了巨大的能量。这都为汶川地震的爆发创造了条件。

为什么全国许多地方震感强烈?

地震发生时北至北京、南至广州、东至上海、西至曼谷，从震中到四面八方2000余千米范围内均可感受到地震波的冲击。

徐世球教授认为，首先，汶川地震属于浅源地震。90％以上的地震属于浅源地震，即震源离地表深度不超过70千米。这种浅源地震的破坏力最大。此次汶川地震属于浅源地震，震源大，震级浅，所以全国多个地方均有震感。其次，全国许多地方震感强烈，还有一个重要原因就是地震发生地汶川——茂汶大断裂带以东的四川地块相对坚硬，地震波传播的能力比较强。

为什么汶川地震破坏性强于唐山地震?

中国地质科学院地质力学所基础地质研究室专家冯梅认为：

首先，从震级上可以看出，汶川地震强。震级是地震释放能量的大小。震级小于3级的地震为弱震；震级大于或等于3级，小于或等于5级的地震为有感地震；震级大于5级小于6级的地震为中强震；等于或大于6级的地震为强震，其中震级大于或等于8级的地震为巨大地震。唐山地震是7.8级，汶川地震是8级。汶川地震的震级比唐山地震的震级稍微高一点，释放的能量约是唐山地震的2倍，地震波及能量越大，地震传得更远，在更远的距离内造成破坏。其次，从地缘机制断层错动上看，唐山地震是拉张性的，是上盘往下掉。汶川地震是上盘往上升，要比唐山地震影响大。第三，唐山地震的断层错动时间是12.9秒，汶川地震是22.2秒，错动时间越长，人们感受到强震的时间越长，也就是说汶川地震建筑物的摆幅持续时间比唐山地震要强。第四，汶川地震波及的面积、造成的受灾面积比唐山地震大。第五，汶川地震诱发的地质灾害、次生灾害比唐山地震大得多。因为唐山地震主要发生在平原地区，它诱发的地震灾害就是地裂缝及沙土液化。汶川地震主要发生在山区，次生灾害、地质灾害的种类都不太一样，汶川地震引发的破坏性比较大的崩塌、滚石加上滑坡，形成不稳定的堰塞湖等。这些次生灾害治理起来时间比较长，所以在汶川地区恢复生产、重建家园需要的时间要比唐山长的多。

为什么这次地震没有准确预报出来?

中国地震局地质研究所高建国认为：我们对地震孕育发生的原理、规律有所认识，但还没有完全认识；我们能够对某些类型的地震做出一定程度的预报，但还不能预报所有的地震；我们做出的较大时间尺度的中长期预报已有一定的可信度，但短临预报的成功率还相对较低。从世界范围说，地震预报仍处于探索阶段，尚未完全掌握地震孕育发展的规律，我们的预报主要是根据多年积累的观测资料和震例，进行经验性预报。因此，不可避免地带有很大的局限性。

徐世球认为，准确预测短期内的地震信息，目前在全世界都还是没有完全攻克的难题。在地质力学里，有一个名词叫地应力，是存在于地壳中的天然应力。地应力活动会产生或影响地质构造，剧烈的地应力活动会引起地震。目前，人类对于地应力已经有了突破性的研究，已经可以预测地应力的发展趋势。特别是对地质结构断裂层比较多的地震多发地带，往往是要密切关注其地应力的变化，但这种预测往往是中长期的预测，很难做到短期内的准确预判。比如说，假设某地地表断裂处的岩石能承受的地应力是100个单位，而目前监测到的地应力已经达到80，且一直呈上升趋势，那么，在这种情况下，科研人员就有可能根据地壳运动的原理对该处可能会发生的地震信息做出中长期预判，因为该处的地应力只要接近或超过100，就可能地震。但这种预判，最难的一点是不清楚该处的地应力何时会涨到100。而且往往是地应力还没有达到100时，地震就发生了。就好比用两只手拉扯一根头发丝，明知道用力拉头发丝会断，但谁也说不清楚会在何时断。

为何汶川－茂县－北川烈度最强，损失惨重?

此次地震中心点位于汶川县境内，然而距汶川80千米的北川受灾程度远远超过汶川，从目前各地的伤亡数字看，距离震中约92千米的成都伤亡小于距震中约140多千米的绵阳，为何距离震中越远遭受的损失却大，这到底是什么原因造成的呢?

高建国认为，用来衡量地震强度大小的尺子有两把，一把叫地震震级；另一把叫地震烈度。地震震级是衡量地震大小的一种量度，它是根据地震时释放能量的多少来划分的。震级越高，释放的能量也越多。仅相差一级的地震，其能量的差别可以达到30多倍。也就是说，一个8级地震相当于发生了30多个7级地震，约1000个6级地震。一个6级地震释放的地震波能量相当于第二次世界大战美国在日本广岛投下的原子弹的能量。地震烈度是指地面及房屋等建筑物受地震破坏的程度。地震烈度的大小，受地震大小、震源深浅、离震中远近、当地工程地质条件等因素的影响。对同一个地震，不同的地区，烈度大小是不一样的。距离震源近，破坏就大，烈度就高；距离震源远，破坏就

小，烈度就低。因此，一次地震，震级只有一个，但烈度却是根据各地遭受破坏的程度和人为感觉的不同而不同。这次汶川地震汶川裂度是11度，成都是7度，北京是3度。

地震对于地面的损害，主要由烈度决定。观测汶川地震等烈度线时，我们可以发现，等烈度线大体上呈现为沿45度角向东北方向的分布。这一方面是由于青藏高原隆起板块向东移动。与成都平原陆地板块产生了相对位移的应力，而龙门山断裂带正好呈西南一东北走向；另一方面也说明，相对于陆地板块来说，龙门山断裂带是非常脆弱的。因此，地震的能量从震中汶川爆发出来，沿着脆弱的龙门山断裂带向东北方向延伸，给这一带地区带来极大的震撼。有数据显示，汶川地震发生时，龙门山断裂带以每秒3千米的速度向东北方开裂，从汶川到广元用了整整100秒时间。这犹如墙上的裂缝。如果有挤压或撕扯，通常总是沿着已有的裂缝延伸传递能量。而北川、什邡、德阳等重灾区恰恰位于龙门断裂带东北方，所以遭受重创也就在所难免了。四川汶川大地震整个地下断层长度300多千米，断层为单侧破裂，并从起始点的震中汶川开始向东北方向延伸，这也就是为什么汶川、北川两地破坏严重。北川正处在断裂带上，因此它的受灾程度超过汶川。

为什么汶川地震后要发生几千次余震?

高建国认为：汶川地震是逆冲、右旋、挤压型断层地震。地震构造是龙门山构造带中央断裂带，在挤压应力作用下，由南西向北东逆冲运动；这次地震属于单向破裂地震，由南西向北东迁移，致使余震向北东方向扩张；挤压型逆冲断层地震在主震之后，应力传播和释放过程比较缓慢，可能导致余震强度较大，持续时间较长。地震发生后的几天到1个月内，是余震频发的时候。地震发生以后，好多建筑受损倒塌，还有一部分建筑还没有完全倒塌但已经受损了，这些建筑再遭受后面比较强余震的时候，还会继续发生破坏，包括救援人员和被压人员，在余震中必须有一定的防护措施才行，如果没有防护措施，有可能灾情进一步扩大。

刚硬的岩石为什么会破裂?

不管地震发生的根本原因是什么，不管哪一种或哪几种物理现象对某一次地震的发生起了主导作用，总是那里的岩石发生了破裂，特别是要把能量转化为机械能才能促使岩石破裂，产生震动。绝大多数地震发生在地球最刚硬的部分——地壳和地幔上部边缘的岩石层里面。那里的岩石在力的作用下发生破裂，这个破裂处就成为震源，震动从这里开始。

首先，正因为它是刚硬的，所以才会破裂。如果它像生面团那样有很好的塑性，就不容易破裂了。如果是液体，更无所谓破裂。绝大多数地震都发生在地下70千米以内，特别集中在地下5－20千米上下，这不是偶然的。因为在地下较深的地方，温度高，压力大，在长期缓慢的力的作用下，虽是坚硬的岩石也具有一定的塑性，就不那么容易破裂了。

岩石具有受力后发生破裂的性质，这是它会破裂的根据，但还得有力作用于它的身上才能使它破裂。在地下，存在着各种形式的力的作用，而且这些力会在地下某些处所积累加强，当增大到使那里的岩石承受不了时，破裂就发生了。在这个变动中起主要作用的是地壳运动。

在地壳运动的过程中，地壳的不同部位受到了挤压、拉伸、旋扭等力的作用，那些构造比较脆弱的处所就容易破裂，引起断裂变动。这种变动成为地震的主要原因。全世界90％以上的地震，都是由于地壳的断裂变动造成的，这类地震称为构造地震。现在我们要预报、预防的，主要就是这种构造地震。此外，火山爆发、洞穴坍塌等也可造成地震，但数量都很少，规模也很小。因此地震也可以说是现今地壳运动的一种表现。

责任编辑蒲晖