編者按 中國科協(xié)學(xué)術(shù)會(huì)刊《科技導(dǎo)報(bào)》2008年第10期推出“汶川地震特刊”,。在特刊中,，中國地震局地球物理研究所名譽(yù)所長(zhǎng)陳運(yùn)泰院士、中國地震局科學(xué)技術(shù)委員會(huì)主任陳顒院士、中國科學(xué)院研究生院地球科學(xué)教授史保平等分別以論文,、評(píng)論和訪談的形式,，對(duì)汶川大地震發(fā)生后公眾非常關(guān)心的一系列問題,，如汶川大地震震級(jí)為什么調(diào)整、汶川及附近地區(qū)是否進(jìn)入了地震活躍期,、地震是否可以預(yù)報(bào)等，做了說明與解釋,。征得《科技導(dǎo)報(bào)》的同意,，我們濃縮、整理出如下13個(gè)問題,，以使讀者能夠?qū)︺氪ù蟮卣鹩懈鼮榭茖W(xué)的了解。

1,、汶川大地震釋放的能量有多大,？

陳顒：中國地震臺(tái)網(wǎng)中心、美國地質(zhì)調(diào)查局和日本氣象廳測(cè)定的這次汶川地震震級(jí)分別為：8.0,7.8,7.9,。按我國確定的震級(jí)8.0計(jì),，汶川地震釋放的地震波能量約為1023.7爾格，相當(dāng)于上千顆二戰(zhàn)時(shí)美國在廣島扔的原子彈的能量,。

2,、汶川大地震的物理過程如何？

陳顒：這次地震破裂從汶川附近開始,，破裂帶沿北東方向延伸,。地震滑動(dòng)從西南向東北傳播，第100s時(shí)破裂的位置在北川附近，整個(gè)破裂持續(xù)時(shí)間為120s,，地震造成的地下破裂長(zhǎng)度約300~400km,。震源破裂滑動(dòng)量較大的區(qū)域有兩處，分別分布在（40~80km）和（100~140km）附近,；大的滑動(dòng)一般對(duì)應(yīng)大的地震災(zāi)害,，這兩處正是目前得知的地震破壞最為嚴(yán)重的汶川和北川附近的地區(qū)。這次地震的震源深度在8~12km附近,，地下震源處的最大滑動(dòng)約小于9m,。

汶川距北京1530km，地震面波傳播所需時(shí)間約500s,。北京地震臺(tái)在地震發(fā)生約8min記錄到了汶川地震產(chǎn)生地震面波的到達(dá),。汶川地震發(fā)生在14時(shí)28分，而北京高層建筑居民感受到的震動(dòng)的時(shí)間則是14時(shí)36分,。

3,、汶川大地震的發(fā)生是否表明這一區(qū)域進(jìn)入了一個(gè)地震活躍期？

陳顒：在地震學(xué)史上,，一次如此巨大地震原地重復(fù)的例子極為罕見,。一般來說，一個(gè)地方發(fā)生一次超大地震之后,，將有一段百年以上的地震平靜時(shí)段,。

4、汶川大地震為什么從7.8級(jí)修訂為8.0級(jí),？

陳運(yùn)泰：汶川地震發(fā)生后,，美國地質(zhì)調(diào)查局國家地震中心給出的結(jié)果是“矩震級(jí)”7.8級(jí)。不久,，將其修訂為“矩震級(jí)”7.9級(jí),。我國地震臺(tái)網(wǎng)用的是“面波震級(jí)”，速報(bào)結(jié)果為“面波震級(jí)”7.8級(jí),。地震后翌日，我們所做的“地震矩張量反演”得出的測(cè)定結(jié)果是,，汶川地震的“矩震級(jí)”至少為7.9級(jí),，有可能高達(dá)8.3級(jí),。5天后修訂為“面波震級(jí)”8.0級(jí)。

5,、汶川大地震與唐山大地震相比哪一個(gè)更大,？

陳運(yùn)泰：與1976年7月28日唐山地震相比，汶川地震大得多,。許多人都熟悉唐山地震最后確定的震級(jí)是7.8級(jí),，但那是“面波震級(jí)”。那么,，唐山地震的“矩震級(jí)”是多少呢,？唐山地震的“矩震級(jí)”是7.6級(jí)。所以,，無論是“面波震級(jí)”,，還是“矩震級(jí)”，汶川地震都要比唐山地震大得多,。汶川地震的“矩震級(jí)”（7.9級(jí)）要比唐山地震的“矩震級(jí)”（7.6級(jí)）大0.3級(jí),，這表明汶川地震釋放的能量比唐山地震釋放的能量大約3倍！事實(shí)上,，汶川地震的斷層長(zhǎng)度大約為300km,，也是唐山地震斷層長(zhǎng)度（不足100km）的3倍多。汶川地震的震級(jí)大,、斷層長(zhǎng),，從一個(gè)側(cè)面說明了為什么這次地震造成了如此巨大的破壞。

6,、地震震級(jí)如何測(cè)定,？

陳運(yùn)泰：地震的震級(jí)是根據(jù)在地面上測(cè)到的地面振動(dòng)的強(qiáng)烈程度來測(cè)量。測(cè)定震級(jí)有幾個(gè)難點(diǎn)：第一,，在地面上測(cè)到的地震引起的地面振動(dòng),，不僅僅是由地震的大小決定的，它還與地震波傳播時(shí)所經(jīng)過地方的性質(zhì)大有關(guān)系,。在不同的地層,、沿不同的方位，地震波的速度都不一樣,，介質(zhì)對(duì)地震波吸收的程度也不一樣,。所以，即使距離相同,，在不同方位的地震儀記到的地震波動(dòng)幅度,，也會(huì)因傳播地震波的介質(zhì)的不同而不同。確定震級(jí)的時(shí)候,，要考慮到地震波“沿途”衰減的情況,，將傳播路徑的影響扣除掉,。

第二，地震波傳到了地震臺(tái)上,，有些地震臺(tái)建立在很堅(jiān)硬的基巖上,，而有些地震臺(tái)別無選擇，只好建立在松軟的沉積層上,。松軟的沉積層對(duì)地震波有放大的作用,。同樣的地震波，傳到地震臺(tái)站下方的時(shí)候,，到了松軟的地方就放大,，到了堅(jiān)硬的地方不放大，所以地震儀記錄下來的地面振動(dòng)的幅度也不一樣,。因此,，確定震級(jí)的時(shí)候，還要考慮到臺(tái)站所處位置的土層和巖石條件,。

第三,，地震是地底下巖石突然的錯(cuò)動(dòng)，這個(gè)錯(cuò)動(dòng)是有方向性的,。地震發(fā)生的時(shí)候,，向東發(fā)出的地震波和向北發(fā)出的地震波，在幅度上本來就可能不一樣,，即輻射有所謂的“方向性”,。在進(jìn)行震級(jí)測(cè)量的時(shí)候，理應(yīng)事先考慮到這些因素,。

第四,，地震學(xué)家在測(cè)量地震震級(jí)的時(shí)候，常不得不用不同的標(biāo)度或尺度測(cè)量,，因?yàn)椴⒉皇撬械卣鸲伎梢杂猛话选俺咦印眮砹康?，在某個(gè)震中距范圍的地震，只能用某個(gè)震級(jí)標(biāo)度來量,，而在另一個(gè)震中距范圍的地震,，則只能用另一個(gè)震級(jí)標(biāo)度來量。當(dāng)然,，用不同的“尺子”量同一個(gè)地震,，結(jié)果理當(dāng)相同。但由于存在所謂的“震級(jí)飽和”問題,，也就是說即使地震再大,，測(cè)出的震級(jí)到了最大時(shí)，并不會(huì)因地震大而增大,，因此測(cè)出的結(jié)果常常也是不相同的,。1999年9月21日我國臺(tái)灣集集大地震也有類似的問題,。地震剛發(fā)生的時(shí)候，臺(tái)灣當(dāng)?shù)氐牡卣鹋_(tái)網(wǎng)測(cè)定的震級(jí)才7.3級(jí),，但是這個(gè)地震最后確認(rèn)的是“矩震級(jí)”7.6級(jí),。即使是同一個(gè)臺(tái)網(wǎng)，若采用不同的尺度,，得出來的結(jié)果也不盡相同。

7,、地震為什么難以預(yù)報(bào),？

陳運(yùn)泰：地震預(yù)測(cè)的困難主要有如下3點(diǎn)：地球內(nèi)部的“不可入性”；大地震的“非頻發(fā)性”,；地震物理過程的復(fù)雜性,。地球內(nèi)部的“不可入性”是古希臘人的一種說法。我們?cè)谶@里指的是人類目前還不能深入到處在高溫高壓狀態(tài)的地球內(nèi)部設(shè)置臺(tái)站,、安裝觀測(cè)儀器對(duì)震源直接進(jìn)行觀測(cè),。大地震是一種稀少的“非頻發(fā)”事件，大地震的復(fù)發(fā)時(shí)間比人的壽命,、比有現(xiàn)代儀器觀測(cè)以來的時(shí)間長(zhǎng)得多,，限制了作為一門觀測(cè)科學(xué)的地震學(xué)在對(duì)現(xiàn)象的觀測(cè)和對(duì)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)知上的進(jìn)展。地震是發(fā)生于極為復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境中的一種自然現(xiàn)象,地震過程是高度非線性的,、極為復(fù)雜的物理過程,。應(yīng)該讓大家知道，科學(xué)家在研討地震能不能預(yù)測(cè)問題,，有深刻的科學(xué)的內(nèi)涵,，不是簡(jiǎn)單地歸之為“說地震不能預(yù)測(cè)，就是在宣傳不可知論”等等就完事了,。

8,、國內(nèi)外有的科學(xué)家認(rèn)為地震不可預(yù)測(cè)，這種看法是否正確,？

陳運(yùn)泰：他們說的是地震短臨預(yù)測(cè)這個(gè)難題從科學(xué)上來說現(xiàn)在還沒解決,，這一點(diǎn)大體符合實(shí)情，但太絕對(duì)化了,。許多專家都認(rèn)為，地震是一種“自組織臨界現(xiàn)象”,；因?yàn)樵谖锢韺W(xué)中自組織臨界現(xiàn)象具有內(nèi)稟的不可預(yù)測(cè)性,，所以他們便認(rèn)為地震是不可預(yù)測(cè)的；進(jìn)一步,，他們認(rèn)為,，既然地震預(yù)測(cè)很困難,，甚至是不可預(yù)測(cè)的,，那么就應(yīng)當(dāng)放棄它，不再去研究它,，就應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)而只研究一些基礎(chǔ)的科學(xué)問題、工程抗震問題,?？墒牵卣鹗遣皇且环N自組織臨界現(xiàn)象,，這不是一個(gè)靠“民主表決”,、“少數(shù)服從多數(shù)”可以解決的問題！多數(shù)人認(rèn)為地震是一種自組織臨界現(xiàn)象,，并不能說明地震就是一種自組織臨界現(xiàn)象,！此外，他們從地震是一種“自組織臨界現(xiàn)象”的這一在科學(xué)上并未確立的觀點(diǎn)出發(fā),，主張放棄它,，不再去研究它，主張轉(zhuǎn)向只研究一些基礎(chǔ)的科學(xué)問題,、工程抗震問題的看法也是欠妥的,，嚴(yán)重脫離了社會(huì)的需求，我很難茍同,。

地震預(yù)測(cè)的確是很困難的,，正是因?yàn)槔щy，才需要有地震學(xué)家去攻堅(jiān),。如果很容易,，還用得著養(yǎng)著這些人嗎？因此,，地震工作者要迎接挑戰(zhàn),，知難而進(jìn)。

9,、西方對(duì)中國海城地震的預(yù)報(bào)成功有什么看法,？

史保平：西方的地震教科書都提到了這次地震預(yù)報(bào)，但僅僅把它看做是一次經(jīng)驗(yàn),，而不是一個(gè)理論,。因?yàn)楹髞淼牟澈５卣?、唐山地震，還是沒有預(yù)測(cè)到,。之后也沒有臨震預(yù)報(bào)的成功記錄了,。所以說，海城地震的預(yù)報(bào)成功只是概率很小的一次偶然事件,，臨震預(yù)報(bào)還是很難的,。

10、動(dòng)物異?，F(xiàn)象可用于預(yù)測(cè)地震嗎,？

史保平：地質(zhì)現(xiàn)象非常復(fù)雜，各種地質(zhì)現(xiàn)象都可能造成動(dòng)物的異?；蛘咂渌惓，F(xiàn)象的發(fā)生,，所以動(dòng)物異常不能被簡(jiǎn)單地當(dāng)做地震的前兆,，而且也不是每次地震都有明顯的前兆現(xiàn)象?？梢钥隙ǖ卣f,，還沒有科學(xué)證據(jù)支持動(dòng)物可預(yù)測(cè)地震。

11,、中國的地震臺(tái)網(wǎng)目前站點(diǎn)的密度如何,？

史保平：還不夠。美國GPS臺(tái)站,、地震臺(tái)站密度非常大,，特別是對(duì)幾個(gè)主要地震活動(dòng)區(qū)所設(shè)立的臺(tái)站就更多了。EARTHSCOPE計(jì)劃預(yù)計(jì)在全美增加的地震臺(tái)站達(dá)8000個(gè)左右,。美國國家基金會(huì)及美國內(nèi)政部下屬的美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）都在抓緊新的臺(tái)站建設(shè),。美國中部和東部許多著名大學(xué)與美國宇航局（NASA）、美國地質(zhì)調(diào)查局（USGS）合作實(shí)施一項(xiàng)新的地空觀測(cè)計(jì)劃,，預(yù)計(jì)對(duì)未來20~50年之內(nèi)的地震做出準(zhǔn)確的預(yù)報(bào),。這也是一項(xiàng)雄心勃勃的計(jì)劃。從以前的模擬技術(shù)到現(xiàn)代的數(shù)字技術(shù),，從沒有強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng)到密集的強(qiáng)震臺(tái)網(wǎng),，融合創(chuàng)新技術(shù)的各種監(jiān)測(cè)儀器，加上先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通訊,，使得他們的監(jiān)測(cè)力量很強(qiáng),。

這次第一個(gè)報(bào)出四川汶川地震的震級(jí)和震中的國家是美國，比我們大概早了十幾二十分鐘,。而且當(dāng)時(shí)他們是在深夜的凌晨,，而我們是在白天,。虛心學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的科學(xué)和技術(shù)，引入科學(xué)的管理體系,，是我們邁向強(qiáng)國的第一步,。

12、美國應(yīng)對(duì)地震的策略是什么,？

史保平：美國應(yīng)對(duì)地震的基本思路是“防”,。比如，已經(jīng)知道某個(gè)區(qū)域是一個(gè)地震活動(dòng)區(qū)或者地震帶,，那么,，通過我們對(duì)幾千年里地震情況的研究和積累的知識(shí)可以知道，這里未來肯定會(huì)有地震發(fā)生,。那么,，美國就會(huì)投入很大的力量來對(duì)這個(gè)區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。此外,，美國人還在研究一種預(yù)警系統(tǒng),，它能在地震發(fā)生的幾十秒鐘之內(nèi)把重大的設(shè)施和設(shè)備關(guān)閉。

13,、如何預(yù)防地震引起的災(zāi)害,？

史保平：在地震帶上，所有建筑物應(yīng)該嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),、施工,。在一些大的斷裂帶，不適合人居住的話就不要居住了,。不適合蓋水電站,、核電廠等各種重大設(shè)施的地方，也一定要避開這方面的建設(shè),。

美國有這方面的例子,。20世紀(jì)70年代，美國北加州要建核電廠,，地質(zhì)學(xué)家突然發(fā)現(xiàn)那個(gè)地方有條活動(dòng)斷層,，歷史上曾經(jīng)發(fā)生過地震，不過發(fā)現(xiàn)的時(shí)候已經(jīng)投了幾億美金進(jìn)去,，但是當(dāng)時(shí)還是立即叫停了這個(gè)工程,。這是必須停的，因?yàn)槿绻卣鸢l(fā)生,，核電廠一旦發(fā)生核泄漏,，整個(gè)生態(tài)環(huán)境將不堪設(shè)想。其他的核設(shè)施、大型的水壩,、橋梁都是如此,。

2002年，美國阿拉斯加發(fā)生了規(guī)模相當(dāng)?shù)拇蟮卣?。?dāng)時(shí),，英國石油公司從阿拉斯加北面修建的一條輸油管道，卻沒有受到任何影響,。因?yàn)楣艿辣仨毚┻^斷層,，當(dāng)時(shí)修建時(shí)就知道這條斷層今后會(huì)發(fā)生地震，于是設(shè)計(jì)的時(shí)候就把管道設(shè)計(jì)成了S型,，避開了斷層,。地震發(fā)生之后，管道安然無恙,，輸油管沒有受到任何破壞,。

另外一個(gè)例子是地震預(yù)警系統(tǒng)。1983年,，美國Idaho州發(fā)生7.3級(jí)地震,。早期地質(zhì)地球物理的研究表明，該地區(qū)的斷層是活動(dòng)的,，未來有地震的潛在危險(xiǎn)。因此,，建立在該州的原子能實(shí)驗(yàn)室安裝了地震預(yù)警系統(tǒng),，地震來臨時(shí)實(shí)驗(yàn)室的所有設(shè)備得以及時(shí)關(guān)閉，避免了災(zāi)難的發(fā)生,。在測(cè)震學(xué)中,，地震波由體波和面波組成；體波包括了P波和S波,，對(duì)建筑物造成破壞的是S波,，而P波的傳播速度比S波快。因此,，當(dāng)測(cè)震儀器接收到P波時(shí),，通過觸發(fā)有關(guān)的控制系統(tǒng)，就關(guān)閉了所有的實(shí)驗(yàn)裝置,。這是比較成功的例子,。

印度有過失敗的例子。印度某個(gè)地方有斷層,，曾經(jīng)發(fā)生過地震,，但當(dāng)?shù)卣谀抢锝ㄋ畨巍?0世紀(jì)90年代的時(shí)候，Brune博士知道這件事后，立即就給當(dāng)?shù)卣岢鰪?qiáng)烈的反對(duì)意見,，認(rèn)為這個(gè)地方肯定會(huì)有地震發(fā)生,，不能建水壩。結(jié)果當(dāng)?shù)卣疀]有采納他的意見,，上世紀(jì)末的時(shí)候,，那里果然發(fā)生了大地震，水壩受到了嚴(yán)重的損壞,。

發(fā)達(dá)國家在防止地震災(zāi)害時(shí),，體現(xiàn)的是以人為本，房屋建筑一定要按照標(biāo)準(zhǔn)施工,。我國也有地震危險(xiǎn)性區(qū)劃圖,，哪個(gè)地方地表運(yùn)動(dòng)量大也都標(biāo)示出來了。這些地方的建筑和工程應(yīng)該特別注意,，必須嚴(yán)格按照規(guī)范施工,。在地震高危地區(qū)，未來的建筑設(shè)計(jì)和施工都應(yīng)按照抗震規(guī)范來做,。

（《科技導(dǎo)報(bào)》記者黃永明等采寫,，《科技導(dǎo)報(bào)》內(nèi)容提供，本報(bào)整理）