2021-07-15 蔣蕾茵整理
專家信息:漆家福,教授,構造地質學家
研究方向:油氣盆地構造演化、地震資料解釋等
孫老師:
各位網友大家好,在昨天晚上,也就是7月14日晚上23時46分,四川省汶川縣又發生了一次4.8級的地震,關于這次的地震是2008年5·12地震的余震嗎?關于地震的科普問題,我們今天特別榮幸地請到了構造地質學家漆家福教授,來給我們科普一下地震的一些問題。
漆教授您好,我想先替網友們問一下,因為大家可能不是特別了解,那么在一般情況下,我們在看地震報級的時候,會在級數的后面再加上一個震源深度,那么請問這兩個有什么樣的關系呢?
漆教授:
地震的震級是指它釋放能量的大小,因為它是按照標準的地震儀,在一定的距離測量到的地震引起的振幅的大小,然后推算它釋放的能量。那么它的深度是指震源所在的位置離地面的深度,所以我們叫做震源的深度。震源在地殼里面投影到地面上的叫做震中,又叫震央,臺灣就叫震央,實際也就是震中,中心位置的意思。震源它是在地殼里面,釋放能量引起地球的震動,來衡量它釋放能量的大小一般用震級。震級也有不同,比如MS震級和ML震級,在學術上有不同的定義。
孫老師:
嗯。那我們是不是可以理解為震源的深度越深,可能對人類的破壞性影響就會越小呢?
漆教授:
對,是這樣的。因為同樣級別的地震,如果它是淺源的,如果它的震源深度只有幾公里,10公里或者15公里以上,那么它引起地表的破壞性就越強。如果是很深的地震,因為它要通過那么多介質,再影響到我們地表,那么對地面的破壞性就比較弱。在地面產生的破壞,我們衡量的標準是烈度,距離震中近的烈度比較大,稍微遠一點的地方烈度就比較小,慢慢就更小,就是這么一個篩減的過程。
孫老師:好的,那地震產生的原因都有哪些呢?
漆教授:
關于地震的成因呢,實際上有很多不同的說法。當然現在比較流行的,構造成因的地震是主要的。也就是說我們地殼里邊,構造運動積攢了能量,然后使脆性地殼部分產生破裂,把能量釋放出來,因為地球的巖石圈本身是個彈性體,它就產生了震動。當然還有一些其他成因的地震,比方說地底下巖漿的活動,或者火山爆發,這些都可以產生地震。甚至還有一些人類的活動,比方說修水利,或者是改變了地面的條件引起山崩或崩塌等等都可以引起地震,那就是一些其他原因誘發的一些小地震。
孫老師:
嗯,還有網友會問說這個地震跟氣候有沒有一定的關系?比如說今年雨水比較多,或者是前一年比較干旱,對地殼運動的影響會不會導致地震呢?
漆教授:
這個問題比較復雜,應該說或多或少是有些誘因,但是它不是說干旱一定發生地震下雨不會發生地震,當地殼里面的能量積累到一定程度的時候,可能會有氣候的原因,甚至是日月引力潮的原因等等,都可能會誘發使它在那個時間點上發生一些地殼的失穩,形成斷裂活動,以地震波的形式把能量釋放出來。
孫老師:那昨天晚上的地震跟2008年的5·12地震,它們的原因是什么呢?
漆教授:
因為地震產生了以后,它釋放能量是一個過程,它的過程可以是比較短的時間,也可以是比較長的時間。那么這次汶川的4.8級地震雖然在時間上面和2008年的汶川地震已經相隔了13年,但是它的震源體的位置基本上還是在當初發生汶川地震的構造斷裂帶上,再加上它能量的釋放比較小,在它和早期的汶川地震中間斷斷續續有一些更小的地震在不斷地發生,它們構成了一個地震的序列,這樣我們就說它是原來汶川地震序列中間的一個余震,那么汶川地震8.0級的是主震。我們可以這么來理解。
孫老師:
那您剛才提到了主震和余震,然后您說2008年那次8.0級的是主震,這一次4.8級的屬于余震。那么我想問一下,余震一定比主震的級數要低嗎?
漆教授:
那是肯定的。因為震源體發生地震釋放能量,主震釋放的能量在地震序列里面往往占到90%或者90%以上。當然也有一些占了百分之七八十,這樣可能是雙震型的地震,兩個震級都差不多,發生一個之后馬上又發生另外一個這樣的情況,那么它可能是雙主震。多數情況下,主震不管它是一個也好,也有個別地震的例子是雙主震,兩個地震間隔時間不是很長,但級別差不多,這樣我們定義為兩個主震。但是主震發生的時候,它所釋放的能量占地震序列里所有地震釋放能量的90%或者90%以上,其他地震釋放能量就相對比較低,慢慢篩減,所以主震級別比較高,釋放能量也比較大,在后面的地震都叫余震。有時候在主震之前,也會發生一些小地震,那么那個就叫前震。
孫老師:好的,那么像這種間隔13年的余震,在人類的地質歷史時期比較常見嗎?
漆教授:
這個有。因為從地殼運動地質上的時期來說,十幾年甚至幾十年都不算一個很長的時間。地殼運動可以很快,也可以是緩慢的。我們應該是從整個能量的釋放過程上去定義。比方說1976年的唐山地震,斷斷續續地在它的震源處也經常有地震,可能到近幾年還在發生一些微小的地震。有的人有感覺,有的人沒感覺的程度。那么都可以歸為實在原來的震源體里不斷地進行地震波調整,等里面破裂以后能量釋放,斷斷續續地發生地震,是一個逐漸篩減的過程。這個過程有的是幾天,有的是一年兩年,有的可能是十幾年甚至更長時間,也有人認為上百年都是有可能的。
孫老師:
所以就只能說這些有主震,如果發生在同一個地理位置,其他小于主震的我們就稱為是余震。那如何界定說,會有下一次的主震?
漆教授:
從目前的來說,在同一個地點,發生同樣大小的地震的概率是很小很小的,那么這樣地震上面有很多成因,比方說在同一個構造帶上面,可能這個地方發生了地震,其他沒有破裂的地方可能慢慢積累能量再發生一個同樣大小差不多的地震,這就所謂地震的空區,這個地方斷開之后能量可能在另外一個地方積聚起來。比方說原來美國西海岸地區,可能洛杉磯發生地震,舊金山發生地震,這樣它就慢慢整個把沒有發生地震的地方都陸陸續續發生地震,將整個構造帶連起來。當然在同一個地方,同一個構造帶上發生地震,它有一定的重復周期,從地震統計的角度來說,有的周期可能很長,幾百年,上千年,有的可能更長,需要仔細分析??偠灾?,另外一次地震如果在同樣一個構造帶上,那么肯定不會在原來的位置發生,可能在它的旁邊,同樣構造帶上有一定的距離,比方說幾十公里,上百公里,級別上可能與原來地震同樣大小,或者說地震序列從另外一個震源產生。這樣我們就可以判斷為另外一個獨立的地震,和原來的地震沒有關系。
孫老師:
那我們在普地里面會講到說,地震一般發生在板塊邊緣,所以我們地球上會有幾大地震帶,那么汶川是在地震帶上嗎?
漆教授:
汶川它不是板塊邊緣的地震,它是板內發生的地震,跟板緣地震是不太一樣的。但是從成因上,它的發生機理上可能有些差異,但是總而言之它也是構造運動的一種表現。汶川地震它是在青藏高原和四川盆地的邊界上,因為這也是個大的地形邊界,地殼厚度變化的一個邊界,青藏高原隆起、印度板塊和青藏高原板塊的相互作用,使這個地方的地殼積蓄能量。當然汶川地震的成因也有不同的看法,主要的觀點還是下地殼的流動,促使能量在山前帶積累,最后在中地殼和上地殼釋放。
孫老師:
嗯,好的。隨著這個能量的不斷釋放,那么是不是這個地方發生大地震的可能性就會越來越小呢?
漆教授:
這個要做進一步的研究。不能掉以輕心,我們要做長期的地質觀測與研究。但是從歷史經驗來說,這個地區雖然發生了一次很大的地震,那么這個地方地殼里積累的能量得到了一個釋放,在大的能量釋放完了之后的調整時間發生一些余震,那么下一次在什么位置發生什么樣的地震,我們還要做中長期的斷層活動和地殼形變的檢測,做出一個預判。不能說這個地方發生了就不再發生,只能說多少年之后還會發生。
孫老師:所以地震時時刻刻都要預防,都要預測。那我看今天聊天室里還有兩個我們組的學生,你們有問題嗎?
同學:
漆老師,我想問一下,我剛剛看到新聞成都提前預知了地震的到來,因此沒有造成人員傷亡,那么我們常說地震預測是件很難的事情,它究竟難在哪里呢?除了剛剛您說的地下的構造機理,那么還有什么技術限制了我們去預測地震呢?
漆教授:
這個問題很好。地震預報說是一個很難很難的科學問題,特別是臨震時候,短期預報要做到是很難的。那么它難在哪里呢?雖然我們可以監測,對于新構造的研究,對于斷層的研究,對于地殼形變的觀測,我們可以預判到某些構造帶上的長期活動可能會發生地震,做一個長期的預報,這個是現在相對比較準確的。但是長期長到什么程度,比如說山前是一個大的地殼新構造的活動帶,或者地殼在這里發生新構造的變形,那么這個地方遲早會發生地震,那么什么時候發生就不好說了。所以我們要加強這個地方的地殼形變的監測。那么到臨震的時候,汶川這個余震為什么可以預警呢,我不太了解它的手段,但是憑我的經驗肯定是從這么幾個方面:
首先是這個地方發生了一次地震,所以它會加強監測,中間它也不斷地發生地震,有些小地震我們人類是感受不到的,但儀器能感應到,比方說它的能量是越來越多還是越來越平,這樣就可能到某個臨界點可以認為它受其他因素影響可能會發生多大級別的地震,這樣專門做地震預報的人可以做很多預防工作,這是一個預警系統。另外一個預警系統是地震發生了,那么它的地震波傳播是很快的,但是在稍微大一點的破裂之前還有一些小震動,地殼失穩之前還會有一些過程,這樣我們抓住一些臨震的信息,可以通過大數據和電子信息的傳播,很快通知地震預防部門,做出預防措施。當然,這次能夠提前預警肯定是一個好事。
孫老師:嗯,好的。