中美日專家----圖解探尋汶川大地震成因 (圖)
(2008-05-16 08:58:05)
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中美日專家----圖解探尋汶川大地震成因
日本專家的看法:
目前,中國正全力進行汶川地震救援活動,而科學家也開始給這場破壞性如此巨大、影響地區如此廣泛的地震尋找成因。
周一中國西南省份四川發生的裏氏7.9級地震目前已造成近15,000人死亡,在震中附近地區,一個個的村莊整個被毀。
科學家們稱,目前來看,是很多因素的綜合作用導致了這次破壞性巨大的地震。
四川省位於印度板塊和歐亞板塊這兩個大陸板塊的交界處附近,特別容易發生地震。五千萬年前,印度板塊在與歐亞板塊碰撞之前是個島嶼;目前印度板塊在以每年兩英寸的速度向北推移──對板塊漂移來說,這是個不慢的速度。
這種快速運動意味著在大陸板塊的邊緣部位積聚了較大的能量,進而引發能量的劇烈釋放,也就是地震。據美國地質調查局(U.S. Geological Survey)稱,如此強度的地震每50到100年會發生一次。
不僅如此,日本築波大學(Tsukuba University)研究員Yuji Yagi牽頭的一個地震研究小組表示,汶川地震可能是沿著斷層線分兩個不同階段爆發的,這種情況非常罕見。可能因此而導致地震強度增大、時間延長。
該研究小組稱,第一階段是沿著龍門山斷層線的運動,造成23英尺寬的地殼斷裂,約為時50秒。隨後不久,沿著該斷層線的另外一個部分很可能發生了持續60秒的小滑移。
Yagi說,這就意味著這個地區經曆了為時兩分鍾的強烈地震。與此相比,造成6,000多人死亡的1995年日本神戶發生的強烈地震隻有20秒,能量也不足汶川地震的1/30。
其他科學家還指出,汶川地震震源離地表較近,隻有6英裏。震源淺的地震造成的破壞性更大,因為能量的釋放距離地麵更近,引發的震動更劇烈。
廣告不僅如此,由於中國所在大陸板塊年代已久,很多地區地殼都很脆,且構造相似。東京大學(Tokyo University)地震研究所的Teruyuki Kato說,這樣,地震形成的衝擊波能傳播數百英裏,而能量卻沒有明顯衰減,就像光波在光纖裏傳播一樣。離震中約1,000英裏遠的上海都有震感。
與此同時,在距離震中較近的地區,由於長江在四川盆地形成了厚厚的沉積層,地質結構不穩定,震動更為嚴重。研究者表示,不牢固的地層使地震的破壞力增大;而且土壤肥沃的四川盆地人口密集,增大了人員傷亡的數量。
當然,有些問題還未找到答案。科學家們表示,該地區的地震研究也因為頻繁的塌方而受阻,塌方掩埋了很多地質構造證據,比如地表的裂紋或暴露的山脊。
Kato說,我們需要進行更多的研究來找到確切成因。不過很清楚的一點是,我們正在研究的是個地震相當活躍的地區。
美籍華人專家的看法:
要知道地球上每天地震在什麽地方活動,有多強烈,大家可以上下麵這個網站得到即時的信息:http://www.iris.edu/seismon. 下麵這張截圖是一個例子。
在地球曆史過程中,印度板塊和歐亞板塊曾經是分離的,但前者一直在向北移動。當它和歐亞板塊碰撞並擠壓後者時,逐漸形成了青藏高原。這一過程從來沒有停止過。導致四川5-12地震的能量,就是來自於印度板塊推擠青藏高原的相對運動。中國的很多地震,都起因於這個大陸塊碰撞過程。
ttp://picasaweb.google.com/mail2vi...003781132706594
下麵這個圖顯示了了中國的潛在地震區域,紅色越深,地震發生的危險性越大。
四川5-12地震延“龍門山”斷層帶發生。這個斷層帶是過去400年有記錄的6級以上地震的原因。紅色圓點為汶川位置。
Scanned from “Lithospheric Dynamics Atlas of China”
龍門山斷層很大的可能是青藏高原東部受力後向東“逃逸”所形成的逆衝斷層。當地殼受力後,應力不斷積累,達到一個臨界點後,某些位置的岩層斷裂錯動釋放能量,形成地震。
http://www.cacegypt.org/Sinai/homew...ault_Types.html
這次地震為7.9級,時間是2008年5月北京時間12日14點28分。地理坐標31.021N, 103.367E;震源深度為19公裏,位於成都西北80公裏。綿陽西南140公裏,重慶西北345公裏,北京西南1545公裏。
在汶川地震後30小時內,有40次大於3.5級的餘震,最大的一次餘震為6級,在主震後15分鍾發生。大部分的餘震在主震北東方向沿斷層帶分布。
對於地震的準確預報,需要知道三個基本的內容:1)地點,誤差應當在幾百公裏的範圍才有意義;2)時間,誤差應當在大約一周左右才有意義;3)強度。
地震的形成有極為複雜的因素,目前世界範圍內的科技能力還不能準確預測地震。有些地震“先兆”的說法,比如動物的異動等,並不是在所有大地震前都有規律發生的。同樣,其它的一些自然現象,比如地表傾斜,水化學變化,地球重力和磁場變化,以及大氣圈的變化(比如“地震雲”)等,也都沒有能夠用來預測地震的規律變化。
這次地震造成的生命、經濟損失是巨大的。除了麵對直接的地震破壞以外,還要高度注意潛在的危險。比如,震中附近的水庫大壩有可能存在隱憂。要嚴防可能的後續災難。
中科院專家的看法:
印度板塊一直擠壓歐亞板塊,使得中國大陸繃得越來越緊,能量隻能在一個地方釋放,四川汶川就是這個最薄弱的環節。昨天,中科院研究生院地學院副院長、地球物理學博士魏東平,這樣分析汶川大地震的成因。
一直監測汶川
昨天在魏東平出示的一張歐亞大陸平麵圖上,除我國江浙地區和中亞部分地區外,剩下幾乎所有區域都被紅色覆蓋。魏東平介紹,這是地震台網監測到的2級以上地震分布圖,亞歐大陸一年中要發生無數次地震,其中較大的地震一年有十幾次,而我國專家每年都要進行全國地震會商,汶川一直是中國地震局重點監測的地方。
魏東平介紹,青藏高原不斷東移,處在印度板塊和歐亞板塊之間的中國大陸長期受到兩大板塊的碰撞、擠壓,引發地震的力是一直存在的。地震學上有一個“彈性回跳理論”,當這種擠壓力到達一定限度,必然要釋放出來,地震是“加最後一根稻草”的結果,但這根稻草會在哪裏,誰也說不清楚。不過他表示,像汶川這麽大的地震,發生幾率是非常小的。
相比唐山地震造成24萬人死亡、70多萬人重傷的後果,魏東平認為,汶川地震的傷亡人數絕不會那麽大。他說:“因為唐山地震的震中正在唐山這座城市下方,對城市是一種毀滅性破壞,而汶川地震的震中在山區,人口密度小,傷亡人數應該不會很多。”他告訴記者,若這樣大級別的地震發生在東京這樣的大城市,那傷亡的人數至少是數以百萬計。
地震預測太難
1975年2月4日海城地震發生之前,有地震專家成功作出預測,政府及時對區域內人員進行了疏散轉移,此次地震死亡人數為1500人。魏東平說,如果不是提前采取了措施,海城地震至少會死10萬人。當時學術界曾對此歡欣鼓舞,以為地震預測這一世界難題就此破解。然而一年半後即發生了唐山地震,之前沒
有人能作出預測。
此次汶川地震發生後,也有人質疑為何地震學家事先沒有預測,對此魏東平認為,地震預測是世界難題,十分困難,非幾代研究者有生之年能夠完成。他解釋,影響地震預測的因素非常多,如重力、地磁、地電、地熱、地下水、地聲、光、空間觀測、動物反應等,任何一種現象出現異常,也不能就此判斷發生地震。就拿“地震波速比”這一指標來說,從儀器上可觀測到波速比有變化,但並非地震一個因素會導致出現波速比變化,如大型水庫蓄水、久旱逢大雨等因素也可導致。他認為,沒有預測出地震並不是中國的地震專家無能或失職,發達國家的地震專家也同樣無法預報地震,在現有條件下,地震專家的職責更多的是監測和研究地震。
地震雲與降雨
汶川地震發生後一直降雨不斷,唐山地震後也下過雨,地震與天氣變化之間是否有必然聯係,對此魏東平表示,有證據表明地震發生時會有地震雲現象出現,但由於人類探測技術有限,無法判斷出哪塊雲是地震雲。他解釋說,地震發生在地球內部,天氣是大氣層在變化,固體與氣體之間存在耦合現象,因此如果大氣、地理、生態作為一個大係統來考慮,一定是存在著一種內在聯係的,但這種聯係之間的規律到底是怎樣的,目前為止,人類的智慧還無法破解其中的奧秘。
汶川城其實不在震中:地震區緣何呈長條型?
地震區呈長條型,為何?是因為兩邊是山區,中間是峽穀,所以沿著峽穀震?
為什麽汶川位於震中損害反而小?
汶川地震的一個奇觀是位於震中的汶川縣城內的建築幾乎沒有受到損害, 也沒有關於汶川縣城內大量傷亡的報道, 而受損最大的是從距離震中二十公裏(映秀鎮)到六七十公裏(北川等)的地帶. 從波動理論的角度來說, 主要是汶川位於震源的正上方, 其地波基本上全是上下振動的縱波, 而無論是從建築的力學角度還是對縱波吸收的觀點, 縱波的損害都遠小於橫波.
所以損害最大的是震源向上三十度到九十度的地帶, 因為這次的震源深度在三十公裏左右, 所以最大損害在二十到七十公裏出是合理的.
再往外, 其烈度至少是跟距離的平方成反比(應該更快些, 因為還有耗散).
中國台灣專家的看法:
台灣“中央大學”地球科學係教授王乾盈說,四川強震成因被認為“漸歸沉寂”的龍門山斷層“複活”發生錯動,這個斷層自明朝以來被紀錄到動的數據不多;十二日的錯動使當地地殼抬升九公尺,“喜馬拉雅山長高好幾公尺”。
王乾盈說,四川過去百年來發生的大小地震,隻有少數跟龍門山斷層有關,規模不大,“以前長時間地震釋放的能量,幾乎都被同在四川的鮮水河斷層消耗掉”,地震專家都以為龍門山斷層的傷口愈合了,不可能再動了。
王乾盈分析,“複活”的龍門斷層破裂麵,從震央汶川縣往北北東方向以每秒三公裏速度裂向廣元,足足花一百秒裂完,震災範圍長240公裏、寬30公裏,尤其以破裂至北川縣時錯動得特別厲害。
他說:“斷層錯動不是每個位置都很均勻,有的隻有幾公分,有的則幾公尺。”因斷層帶非常粗糙,每一處錯動的力量也不一樣。
王乾盈說,大陸地質很古老,台灣則是新生代地質,“台灣每個斷層都會動,因為年輕,地質活蹦亂跳”,“龍門山斷層整塊是老的,大家以為它漸沉寂,沒想到竟又複活。”
王乾盈認為,四川地震是因夾在西藏地塊、昆侖地塊、揚子地塊,這三個地塊間的鬆潘?G甘孜地塊,向揚子地塊逆衝而上,“年輕的蓋在老的上麵”,龍門山斷層要幾千年才會有這麽大的錯動,這次錯動使地殼抬升九公尺,“喜馬拉雅山至少因此長高幾公尺”。
*** 多幅分析圖在本人的博客裏 (晨空的雲廊)