地震是人類社會面臨的自然災(zāi)害之一。在許多國家的歷史上,,地震都留下了慘痛記憶,其中包括我國1976年唐山大地震和2008年汶川大地震,、日本2011年東北大地震和美國1906年舊金山大地震。
就在9月17日,、18日,,我國臺灣省接連發(fā)生了兩次具有破壞性的地震,震級分別為6.5級和6.9級,。臺灣位于菲律賓板塊和歐亞板塊的邊界上,1999年就曾發(fā)生過集集7.5級大地震,,造成超2000人死亡,、超一萬人受傷。
那么,,地震的發(fā)生有什么規(guī)律呢,?地震到底能不能被預(yù)測?實際上,,這不僅是社會大眾關(guān)注的問題,,也是地震學(xué)家一直苦苦思索的問題。遺憾的是,,目前地震預(yù)測仍是世界性的科學(xué)難題,。但是,這并不代表我們對地震一無所知,。比如,,我們對地震的“老巢”斷裂帶,已經(jīng)有一定的了解,。
什么是斷裂帶
天然地震發(fā)生在斷裂帶上,。斷裂帶可以說就是地震的家。那斷裂帶是怎么來的呢,?
我們知道,,地球最外層是巖石圈,但巖石圈并不是渾然一體的,,而是“碎成”了七大板塊,,板塊間的邊界就是大型斷裂帶。在地幔對流和板塊本身的重力作用等因素的驅(qū)動下,,各板塊一直處在相對運動之中,。既然有相對運動,,那板塊邊界上就必然免不了摩擦,其結(jié)果之一就是地震,。這就是20世紀(jì)地球科學(xué)領(lǐng)域最偉大的成就——板塊構(gòu)造理論帶來的基本認(rèn)識,。
簡而言之,斷裂帶可以看成巖石圈里能有相對位移的大裂隙,。
板塊邊界上有斷裂帶,,那板塊內(nèi)部有沒有呢?有的,。與板塊的概念類似,,地球科學(xué)家在板塊內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了更為細(xì)分的塊體,稱之為地塊,。在地塊邊界上,,也形成了各種類型的斷裂帶。
相比板塊邊界的斷裂帶,,板塊內(nèi)部斷裂帶的規(guī)模和相對滑動速率要小一些,。但是,這并不代表板塊內(nèi)部的地震震級或者危害性較小,。長時間的應(yīng)力積累(幾百年甚至上千年),,可以使板塊內(nèi)部發(fā)生7級乃至8級以上的大地震。
我國的斷裂帶
要了解地震災(zāi)害的分布規(guī)律,,就必須弄清楚斷裂帶的分布,。
在我國東部地區(qū),最明顯的是連綿2000多公里的郯廬斷裂帶(北段稱依蘭—伊通斷裂帶),,是東部地區(qū)最主要的地震威脅來源,。國際上公認(rèn)被成功預(yù)測的1975年海城地震就發(fā)生在郯廬斷裂帶上。
在華北地區(qū)有一條與郯廬斷裂帶垂直的斷裂帶,,被稱為張家口—渤海斷裂,,是1976年唐山大地震的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
我國東南的臺灣省則處在菲律賓板塊向歐亞板塊俯沖邊界上,具有非常復(fù)雜和活躍的斷層系統(tǒng),,混雜了不同深度的逆沖斷層和走滑斷層,。1999年的集集大地震就發(fā)生在逆沖型的車籠埔斷層上。
在我國西部地區(qū),,斷裂帶眾多,,令人眼花繚亂,它們大多存在于青藏高原內(nèi)部和周邊,。北部的阿爾金斷裂和海原斷裂(1920年發(fā)生過海原8級大地震)到南部的小江斷裂和紅河斷裂,,給西藏和青海以及周邊的四川、云南,、甘肅,、新疆等地帶來了嚴(yán)重的地震災(zāi)害,。
為什么青藏高原和周邊的地震活動會如此劇烈?主要原動力是印度洋板塊對歐亞板塊的擠壓,,一方面造成了青藏高原的隆起,,一方面給青藏高原內(nèi)部和周邊地塊帶來了巨大的壓力。當(dāng)斷層上的摩擦力承受不住壓力的時候,,就會發(fā)生錯動,,造成地震。
近期地震的斷裂帶
2021年以來,,我國發(fā)生了9次6級或以上的地震,。
其中,2021年云南漾濞Mw6.1地震(維西—喬后斷裂附近),,青?,敹郙w7.3地震(昆侖山口—江錯斷裂)、門源Mw6.7地震(冷龍嶺斷裂),;2022年四川蘆山Mw5.8地震(龍門山斷裂),、瀘定Mw6.6地震(鮮水河斷裂),這些地震都發(fā)生在青藏高原內(nèi)部和周邊的不同斷裂帶上,。僅四川內(nèi)部,就存在3條呈Y字形的主要斷裂帶,,即沿著四川盆地西北緣的龍門山斷裂,、從青藏高原內(nèi)部延伸到東南邊的鮮水河斷裂,以及向南的安寧河斷裂,。
在龍門山斷裂上曾經(jīng)發(fā)生了2008年汶川大地震以及2013年蘆山地震,而最近的瀘定地震發(fā)生在鮮水河斷裂的最南端(磨西段),。
9月17日和18日發(fā)生在臺灣省臺東縣、花蓮縣的兩次6級以上的地震,,則可能與臺灣島內(nèi)的中央山脈斷層系統(tǒng)有關(guān),。
斷裂帶的勘測、性質(zhì)刻畫和危險性評估一直以來是地震災(zāi)害研究的重中之重,。地球科學(xué)家綜合地震學(xué),、地質(zhì)學(xué)、大地測量學(xué),、地球動力學(xué)等多種手段,,對斷裂帶進行了長期的多角度多尺度的研究,在取得豐碩成果的同時也激發(fā)了各種新的科學(xué)問題,。在摸清地震“老巢”的路上,,地球科學(xué)家正在進行著堅持不懈的探索。
(作者李澤峰,,系中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院特任研究員)