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北京市地震局答疑汶川大地震

北京市地震局副局长谷永新北京市地震局副局长谷永新


        四川省汶川县为何发生如此强烈的地震?发生这场地震的深层次的原因是什么?本刊记者就普遍关注的问题采访了北京市地震局副局长谷永新。
        记者:您好!谷副局长!此次汶川地震波面很广,十几个省都有不同程度的震感,这样大范围影响的地震罕见吗?
        谷永新:这场震惊全国的里氏7.8级地震(中国地震台网于5月18日将汶川地震震级由里氏7.8级修订为里氏8.0级)始于北京时间5月12日14时28分,震源在四川阿坝藏族羌族自治州境内的汶川县。像这种7.8级,震中烈度达到了XI(10)度,为浅源地震,深度大概为10—20公里。地震波及面还是相当广的,远在1500公里外的北京地区都有震感,特别是高层居民感觉强烈。
        类似情况如1679年的平谷地震,当时波及到华北、西北、东北十几个城市。
        1976年的唐山地震,是建国以来最大的自然灾害,造成24万人死亡。当时的震中在城市中心区下方,属于城市直下型地震,所以引起的破坏很严重。地震波及到东北三省,然后是内蒙古到甘肃,南边一直到江苏等地方。所以7.8级以上地震波及到十几个省基本上是属于正常情况。
        2001年青海昆仑山口的8.1级地震是在中国的西部,西部的城市有震感,而东部城市震感不是很强。四川这次地震离东部比较近,距离北京、上海这些大城市距离大概有1500多公里。对于其他地区属于远震,即1000公里以外能感受到。而这次地震的面波,对高层建筑影响比较大,对低层建筑影响比较小,而现在大部分城市高层建筑很多,所以波及的城市很多。
        比此次地震影响更大的地震还发生过不少。根据史料记载,1920年12月16日宁夏海原县曾发生8.5级地震。上海徐家汇天主教堂上的十字架都被震了下来。
        记者:这次造成汶川发生强烈地震的原因是什么?
        谷永新:汶川位于青藏高原60至80公里的厚地壳向我国东部30至40公里薄地壳的急变过渡带上,地壳厚度在这里发生突变,汶川所在的青藏高原东缘下地壳具有较厚的含流体软层,地壳突变处物质容易发生应力积累和调整,调整中易引发地震。
        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大亚板块带上。
        汶川处于南北地震带上,是我国一个大的地震带,中部地区的中轴地震带位于经度100度到105度之间,涉及地区包括从宁夏经甘肃东部、四川西部、直至云南、属于我国的地震密集带。汶川县刚好处于中国的南北地震带(也称为中轴地震带)上,跨越甘肃东部、四川西部和云南中部。这个地震带上有一系列活动断层,而活动断层与地震密切相关。
        可以说是受两大板块挤压引发汶川强震。印度板块一直挤压欧亚板块,使得中国大陆绷得越来越紧,能量只能在一个地方释放,四川汶川就是这个最薄弱的环节。除了我国江浙地区和中亚部分地区外,几乎所有区域都被震波覆盖。
        记者:此次汶川地震后,有人质疑为何地震学家事先没有预测出来?在高科技发达的今天对于这种危害性极大的地震有没有科学的预测性?那么迄今为止中国地震史上有哪些成功预测地震的案例?
        谷永新:地震预测至今仍是一个世界性科学难题,全世界都在努力研究地震预测,探索地震预测的有效途径,但就现在来说,不管国内还是国际上,还很难完全准确地预报地震。
        在地震预报探索过程中,通常是努力寻找会触发地震爆发的力源,不管它是来自地球内部或是外部。然而,地震科学家面临的一大“天然”障碍是,地震大多发生在10公里以下的地壳中,几十公里甚至几百公里。在科学发达的今天,尽管借助于天文望远镜,人类的目光已经能够达到数百亿光年之外的遥远天体,可对于地壳,我们一般的地震前兆观测都是在地表或地下几百米的深度,就是应用最先进的技术和设备,花费巨额的资金和力量,目前世界上最大钻探的深度也就是12公里左右。上天容易入地难,观测地下比观测外太空要困难很多,非几代研究者有生之年能够完成。
        能够用于地震预测的方法也非常多,如重力、地磁、地电、地热、地下水、地声、光、空间观测、动物反应等,任何一种方法出现异常,可能与地震孕育有关,也可能无关,需要综合分析。就拿“地震波速比”这一指标来说,从仪器上可观测到波速比有变化,但并非地震一个因素导致出现波速比变化。如大型水库蓄水、久旱逢大雨等因素也可导致。没有预测出地震并不是中国的地震专家无能或失职,发达国家的地震专家也同样无法预报地震。在现有条件下,地震专家的职责更多的是监测,积累资料和研究地震。
        在地震预测史上海城地震被中国地震界视为里程碑式的事件,它是人类历史上第一次准确预报的强震,联合国也承认了这一个准确预报的地震案例。那是1975年2月4日,海城发生7.3级地震。极震区面积为760平方公里。地震发生在人口稠密、工业发达的地区,是该区有史以来最大的地震。由于我国地震部门对这次地震作出预报,当地政府及时采取了有力的防震措施,及时对区域内人员进行了疏散转移,此次地震死亡人数1500人,如果不是提前采取了措施,海城地震至少会死10万人左右。
        记者:汶川地震后一直降雨不断,是不是这次地震引起的气候变化?
        谷永新:汶川地震发生后当地出现了降雨,唐山地震后也是下着雨。实际上地震与天气之间的关系是非常复杂和间接的,气候变化非常频繁,但地震发生的概率非常低。地震与天气变化之间是否有必然联系,是否地震发生时会有地震云现象出现?由于人类探测技术有限,无法判断出哪块云是地震云。另外,地震发生在地球内部,天气是大气层在变化,固体与气体之间是否存在着耦合现象,是否可以将大气、地理、生态作为一个大系统来考虑,它们之间是否存在着一种内在联系,这种联系之间的规律到底是怎样的,目前为止,人类的智慧还无法破解其中的奥秘。
        记者:目前北京的地震预测能力是何种水平?
        谷永新:虽然地震预报是个世界性难题,我国虽然在世界上处于先进水平,但还是处于研究探索阶段。北京建有30多个地震前兆观测台站,分布在18区县。台站都设置在比较偏僻的、人为干扰或人为影响较小的地区。这些观测台站24小时监测,所有数据都汇集到北京市地震局监测台网中心,24小时有人值守并分析。
        北京地震监测台站在全国相对密集,预测能力相对较强。对于监测地震的手段,主要包括电磁变化、地下应力和地形变化、观测地下水位、水温、水化学成分变化、小地震活动频度是否异常等方面。比如有的地方小震活动人们虽然感觉不到,但仪器可以监测,这些活动有一定规律,如果突然异常,就需要分析是否会发生地震。
        目前,北京台站和监测网点还主要是在地表进行监测,即便在地下也只是在几百米的地方,而地震发生的震源,哪怕是浅源地震,也是在地下十多公里的地方。现在不能直接测量到十多公里以下的变化。因此,地表观测是间接的,对深处的监测能力有限。 
        此外,大地震一般孕育到发生需要几十年、几百年甚至千年,周期很长,需要很长时间的样本资料,才能捕捉到地震的规律性。但北京地震预报工作从1967年开始全面展开,到目前为止只有几十年的资料,用这种资料来分析可能上千年的地震规律,有一定难度,因此需要不断积累和研究才能找出规律。
        为了最大程度地降低地震带来的危害,我国在唐山地震后,建房都要参考中国地震动峰值加速度区划图,这个图可以以一定的概率给出一个地方可能遭遇地震的影响程度,从而决定房子的抗震强度。对于高层楼房或核电站等重要地方,建筑前都要专门做地震安全性评价,确定抗震设防要求。全国除了少数地区之外都已经确定了建筑设防标准,地震活跃的地方一般设防到VIII(8)度。北京建房也是VIII(8)度设防。