海地MW 7.0级地震

吴江星

(吉林省地震局,长春 130117)

海地MW7.0级地震

吴江星

(吉林省地震局,长春 130117)

海地共和国位于加勒比海东部,面积约2.78万平方千米。东邻多米尼加共和国,南临加勒比海,北濒大西洋,西隔风向海峡与古巴和牙买加相望,是东加勒比海岛国。2010年1月12日,在海地发生了MW7.0地震。此次地震对建筑物造成极大的破坏和惨重的人员伤亡。本文主要介绍此次地震的大地构造环境,震源破裂性质和地震破坏情况,对一些问题进行了反思。

1 烈度及震害

此次地震有感范围较大,海地和多米尼加共和国全部有感。另外,在古巴的关塔那摩、牙买加首都金斯敦、巴哈马、波多黎各和美属维尔京群岛均有不同程度的震感,最远波及到哥伦比亚北部及委内瑞拉西北部及美国佛罗里达南部[1]。张晁军等[2]根据中国地震台网速报结果和中国地震局地球物理研究所地震矩张量解,通过同震位移对海地地震烈度进行了近似计算,结果表明,极震区破裂长度约100 km,震中烈度达到Ⅹ度。在Ⅹ度烈度区域,一般的建筑物会发生毁灭性的破坏,海地首都太子港在Ⅹ度烈度区边缘,这就是造成本次地震大量建筑物损毁、人员伤亡的主要原因。

美国地质调查局提供的统计数据表明,此次地震在海地首都太子港及其南部大部分地区造成约22万人死亡,30万人受伤,110万人无家可归。摧毁房屋97294间,损坏房屋188383间。地震在莱奥甘、雅克梅勒、莱凯、昂萨加莱、多米尼加首都圣多明各、美属维尔京群岛的克里斯琴斯特德均有发生海啸的报道。

2 地震构造环境

海地位于加勒比海板块的东北部。加勒比海板块是位于南美和北美板块之间的海洋板块。该板块东部为濒邻大西洋的小安德烈斯群岛组成的岛弧,西隔中美洲与可可微板块及纳兹卡微板块相望,南部为南美洲板块北端,北部通过大安德烈斯群岛与北美板块相接。北美-加勒比板块边界带从西向东由天鹅群岛、沃尔顿、Enriquillo-Plantain Garden、Sep tentrional、东方等断裂带组成,沿加勒比海北部边缘大体呈东西方向延伸2 000 km,形成主要为左旋走滑性质的变形带。这些断裂带西部较窄,如在天鹅群岛断裂带仅100 km,从牙买加向东至伊斯帕尼奥拉及波多黎各,板块边界地震带陡增至250 km,成为大体平行的断裂带。在平行的南北边界带中,夹着戈纳夫、伊斯帕尼奥拉-波多黎各微板块[3]。

从图1可见,加勒比海板块东西边缘地震和火山活动较强,南北边缘地震活动相对较弱。板块北部边界带上以5～6级地震活动为主,7级地震较少,最大地震不超过7.5级。在海地7.0级地震前,仅在多米尼加东北部发生过数次7级以上地震,西部沿开曼海槽也仅发生3次强地震。上述情况表明加勒比海板块与南北美板块的耦合性较差。

图1 加勒比海及周边MW 7.0以上地震及火山分布。图中三角形代表火山

图2是用CNSS(Council of the National Seismic System)网上提供的地震目录[4]绘制的Mb4.0级以上地震震中分布图。图中给出了6条剖面线的位置,这些剖面(下图)显示了加勒比海板块的Benioff带形态及与周边板块碰撞的基本特征。在东部,剖面C-C显示大西洋洋底通过小安德烈斯岛弧以58°倾角俯冲于加勒比海板块之下200 km深处。北部的剖面A-A俯冲作用较弱,B-B剖面显示北美板块与加勒比海板块产生了对冲。北美板块通过波多黎各海沟,以32°角向南俯冲,加勒比海板块则经由M uertos海沟以59°倾角向北俯冲,两板块在100 km深处产生碰撞。在西南部(剖面D-D),加勒比海板块俯冲于南美大陆之下。西部边界板块俯冲的情况较复杂。从F-F剖面可见,可可板块以20°倾角俯冲于中美州大陆之下。在西南角,剖面E-E显示,除纳兹卡小板块以30°倾角向东俯冲于南美洲大陆之下外,美洲大陆继续向东俯冲,产生了大陆内部的俯冲碰撞。

3 震源力学性质

海地MW7.0级地震发生在Enriquillo-Plantain Garden、Septentrional边界断裂带围限的戈纳夫微板块内靠近Enriquillo-Plantain Garden一侧(图1)。在断裂带的两边,南部的加勒比海板块向东运动,北部的北美板块向西运动。从上节对板块碰撞形态可知,两板块兼有左旋滑动和挤压碰撞的特征。板块滑动速率为20mm/a,而边界断裂体系的年滑速率仅为15mm/a。

本文收集了美国地质调查局(USGS)公布的海地MW7.0地震及4.0级以上余震序列目录[4],主震和两次余震的快速矩张量解资料[5](表1)。应用上述资料分析了此次地震的震源力学性质。图3为海地MW7.0地震主震及4.0级以上地震的空间分布图象。从图中可见,余震呈北东-南西方向展布,主震的北东方向余震较少且延伸较近,多数余震分布于主震的南西方向,显示此次地震断裂是单侧破裂的特征。根据程万正等[6]的分类标准,综合分析震源机制乌尔夫投影及节面滑动角,判断主震震源断层为左旋走滑性质,这与加勒比海板块的运动方向及Enriquillo-Plantain Garden断裂滑动方式一致。两次余震为右旋逆断层性质。上述震源破裂性质的不一致反映了震源断层破裂的分段性和断层破裂的复杂性。

图2 加勒比海地区4.0级以上地震震中分布,图中线段为地震剖面线,下图为各剖面线所对应的震源深度剖面图

表1 海地地震快速CM T解[4]

4 小结

海地地震虽然不是巨大地震,但造成的破坏及人员伤亡却令人触目惊心。综合上述分析,我们对海地地震应从社会学和自然科学两方面有所反思。

图3 海地地震序列(4.0级以上)分布图

(1)稳定和谐是抗御自然灾害的保障。自1804年独立以来,海地内乱不断。1991年9月29日海地发生军事政变,1994年7月,联合国安理会通过第940号决议,授权部署一支编制为2万人的多国部队,帮助维持海地的安全和稳定环境。海地与中国没有外交关系,但应联合国要求,自2004年10月以来,中国政府已向海地派出了8支维和警察防暴队。此次海地地震中国有8名维和人员遇难。我国在2008年5月12日汶川8级大震后,政府立即有序地组织了抗震救灾工作,而海地则对国际救援依赖程度较大,可见社会的稳定和谐是抗御一切自然灾害的保障。

(2)发达的经济是抗御自然灾害的基础。海地是全球经济落后国家之一,建筑工程施工时根本没有考虑抗震设防,大部分工程质量差。2010年2月27日智利8.8级地震所释放的能量要比海地地震的能量高出几百倍,但地震仅造成不到千人的死亡,可见设防与否的差别之大。

(3)地震预报是全世界的科学难题,但地震的孕育和发生不是无踪可寻的。中国“5·12”大地震发生在历史上没有发生过大地震且滑动速率较小的龙门山逆冲断裂带上,但在离断裂较远的北西端块体内于1976年发生了7级以上地震。海地地震发生在地震活动相对较弱的板块边界带内,1900年以来在Enriquillo-Plantain Garden断裂海地段上同样没有发生过7级以上强震,仅在距海地地震320 km东北的Sep tentrional断裂上发生过3次7级以上地震。如果稍加注意就会发现,汶川地震发生在中国东西部交界的上地幔陡坎处,而海地地震则发生在北美板块与加勒比海板块碰撞带的西部边缘,而这样的构造环境在地震发生前却被忽视了,可见人们对发震的地质构造条件认识还是较肤浅的。

(作者电子信箱,吴江星:wu jiangxing1962@163.com)

[1]http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenew s/2010/us2010 rja6/

[2]张晁军,李卫东,吴敏,等.海地7.3级地震概况和烈度计算.国际地震动态,2010(2):1-5

[3]Paul Mann,Taylor F W,Edwards R Lowrence,et al.A ctively evolving microplate formation by oblique collision and side ways motion along strike-slip faults:An example from the northeastern Caribbean platemargin.Tectono physics,1995,246(1/3):1-69

[4]http:∥www.ncedc.org/cnss/

[5]http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/sopar/

[6]程万正,刁桂苓,吕弋培,等.川滇地块的震源力学机制、运动速率和活动方式.地震地质,2003(1):71-87

P315;

A; do i:10.3969/j.issn.0235-4975.2010.04.007

2010-02-23;

2010-03-23。