地質科學驗證的“成都奇跡”
很久沒有過這樣的體驗了,在自己的意識掌控之外,有一種巨大的自然力量向我們襲來,在頃刻之間,把我們的日常經驗和歷史經驗打碎,讓我們一時茫然不知所措。
這時候我們心中有“十萬個為什么”,面對疑惑,一些人可能求助于超常體驗,可能求助于自然神靈。這些角度很快會被我們的理性擯棄。讓我們以一種科學的態度來看待這一切,重新獲得鎮定和自信。
此次地震,成都距離震中僅73公里,卻幾乎毫發無損,有人稱之為“成都奇跡”,解密“成都奇跡”,只有憑借科學這把鑰匙。成都理工大學朱介壽教授研究地震已經有三十多年的歷史,對龍門山斷裂帶的地震情況作過多年的實地考察和深入研究,他預言,這次地震,能量釋放得很是充分,成都平原或將迎來數百乃至上千年的安寧。
成都位于天府之國的腹地,自古“水旱從人,不知饑饉”,古人在同大自然長期的斗爭中對成都選址建都應該不乏獨特的認識和科學性。成都作為宜居之城經過8級地震的考驗后,將迎來千年的舒適安寧和富饒美麗嗎?我們有理由期待。
地震有它的活動周期,有的斷裂帶每隔幾十年就要爆發一次,比如鮮水河斷裂帶;有的周期又很長,比如這次地震產生的龍門山斷裂帶。史料顯示,龍門山斷裂帶歷史上僅僅發生過三次6級以上的地震,這次8級地震,能量釋放得頗為完全了。我可以大膽地預言,此后千年,龍門山都不會有大的地震,古老的天府之國將迎來一段安寧的時期。
——朱介壽(地震學家,成都理工大學教授)
注:圖中的粗斜線,代表龍門山三個斷裂帶,大小不同的小點代表余震。從圖中可以看出,余震大多分布在斷裂帶上,成都周圍沒有余震發生。
揚子板塊一塊穩定的大陸
1960年的秘魯大地震,甚至波及到了千里之外的日本,汶川大地震震中映秀距離成都僅僅70余公里,為何千里之外的日本反而遭殃,百里之內的成都尚能安然無恙呢?
5月12日下午2點28分,汶川大地震突襲四川幾秒鐘過后,成都市就有了強烈震感,建筑發生劇烈搖晃,成都市民大多沒有地震經歷,受了不少驚嚇。我們知道,此次大地震的震中映秀距成都僅70余公里,地震產生的地震波速度為8公里/秒,不到十秒鐘便傳到了成都。根據后來的推算,地震波—分鐘傳遍四川,二分鐘到達湖北、湖南,三分鐘到了北京,三分半鐘傳到上海,伴隨地震波而來的,自然就是強烈的震感了。
地質學上,—般把地球分為地殼、地幔和地核等部分,其中地幔又分為巖石圈、軟流圈以及下地幔部分,由于溫度的差異,塑性的地幔常常發生大規模的對流,從而帶動巖石圈板塊產生大規模的漂移運動。20世紀初期,德國地球物理學家魏格納發現地球各大陸其實可以拼湊起來,合攏成—個超級大陸,究其原因,就是地球內部由于物質不盡相同,亦處于不斷運動之中。由于這種持續的運動,全世界每年發生地震500萬次,其中,8級以上的數次,7級以上的20-30次,6級以上的近千次,小的地震更是難計其數了。
由于印度板塊每年以40毫米的速度向東北擠壓,使得青藏高原劇烈變形,邊緣的斷層上常常產生強烈地震,這次的汶川大地震,就是印度板塊擠壓揚子板塊的結果,在揚子板塊與青藏高原交接的龍門山斷裂帶上,共有三條斷裂帶,最東邊的一條為都江堰—江油斷裂,中間—條為映秀—北川—青川斷裂,靠西邊—條為茂汶—汶川斷裂。
說到這里,可能有人會覺得奇怪,全世界每年8級以上的地震才幾次,這次的汶川大地震達到了8級,很是罕見了,破壞力這么大,成都是不是不安全了?
在這里,我先給大家講—個著名的大地震——秘魯大地震,有個說法是,智利是上帝創造世界后的“最后一塊泥巴”,或許正是這個緣故,這里的地殼總是不那么寧靜。1960年,秘魯發生了8-9級大地震,這是世界上可能有史以來最大的一次地震,地震引發大海嘯,以每小時幾百公里的速度橫掃太平洋沿岸,把智利的康塞普西翁、塔爾卡瓦諾、奇廉等城市摧毀殆盡,地震甚至波及到了千里之外的日本,日本停泊在海港的船只,居然徑直沖上了海岸。從宇宙中看,強大的力量使得地球處于不斷抖動之中,大約2個星期才平靜下來。
為什么同是8級的地震,秘魯大地震甚至波及日本,距離映秀僅僅70余公里的成都卻安然無恙?除去震級的影響,大概有以下兩個原因,呵護著天府之國的安全:
首先,地震一般產生于地震帶上,對照示意圖,可以很明顯看到,成都并不位于其中任何一條斷裂帶上。沿映秀—北川—青川斷裂帶的破裂過程,可以用移動的震源來表示,即震中不是一個點,而是一串連續相繼爆發的震源,打個比分,就像一串地雷—個挨著一個爆炸一羊,地震帶上的汶川、都江堰、彭州、綿竹、北川、青川遭到嚴重破壞,但是,地震再大,它的發生也有一個規律,那就是沿著地震帶傳播,成都不在地震帶上,自然不用擔心。
其次,四川盆地處于的揚子板塊,是—個已有30億年歷史的穩定的占老大陸,在我國歷史上,類似的大陸尚有新疆的塔里木盆地、準噶爾盆地,陜西至內蒙的鄂爾多斯盆地,東北的松遼盆地等。這些古老的大陸,歷史上均沒有強烈地震的記錄,大多只是其他地區地震的影響,之所以如此穩定,是由于其有著厚厚的巖石圈(大約150公里以上)和堅硬的地殼。中國古代有句成語,叫作“穩若磐石”,用來形容揚子板塊等古老大陸,應該是再合適不過了。
龍門山斷裂帶地震周期超過百年
不同的斷裂帶,活動的周期也不盡相同,比如四川的鮮水河斷裂帶,每隔數十年就要發生一次大的地震;龍門山斷裂帶有史以來只發生過三次六級以上地震,地震的周期可能在百年以上。
在這里,讀者們可能會有一些疑問,龍門山斷裂帶爆發了8級大震,是否從古至今,這里就是地震的頻發區呢?奇怪的是,史料記載,龍門山中央主干斷裂在歷史上僅有過三次六級以上的地震(即1657年汶川地震,1958年北川地震和1970年的大邑地震),這些地震破壞性比較小。相反,與龍門山斷裂帶鄰近的南北向斷裂帶上,近數十年來卻發生了幾次破壞性強烈的地震,即1933年疊溪7.5級地震,1976年松潘——平武地震。1933年的疊溪地震,使得岷江上游—個寧靜的古鎮,永遠地淹沒在一片湖泊之中。
既然自古以來龍門山的地震并不多,為什么一下子來了個巨震呢?就目前的技術而言,監測地震的產生尚有困難,地質學家很難弄清楚地底下的地殼運動與變化。打個比方,一塊木板,我們現在扳它,一開始不會變形,慢慢地,它開始變形,最后斷成兩截,這個過程就一下子能看明白了。同樣的道理,地震也是板塊不斷擠壓的結果,這種力量不斷地積聚,最終像木板—樣斷裂了,力—下子釋放了,這個過程就是地震從孕育到迸發的反映。
說到這里,有人會擔心,龍門山斷裂帶會不會從汶川大地震開始活躍起來?這種擔心其實是沒有依據的。不同的斷裂帶,活動的周期也不盡相同。龍門山斷裂帶有史以來只發生過三次六級以上地震,地震的周期可能千年之久。從歷史記錄看,四川數百年以至千年以上尚無8級地震的記錄,而這次地震以后,其積累的能量已得到較充分的釋放,這將為成部及其周邊地區帶來—個相對安全期。
龍門山的飛來峰是遠近聞名的風景,這個飛來峰為何會飛來,有學者提出,這其實是地震的產物,只是這次地震產生的時間已經過于久遠,早已超過了人類文明史,也就沒有史料記載了。大家算—算,如果一次大地震引發了飛來峰,距今或許已不知多久了。對此,朱介壽大膽地預測:此后百年,龍門山應該都不會有大的地震,成都平原將迎來一段穩定的時期。
震中不在成都能量一天比一天弱
汶川大地震過后,究竟會不會再來一次跟主震不相上下的余震?余震的震中,一直在轉移,震中究竟會不會轉移到成都呢?
5月25日前后,有傳言說,廣元會發生7-8級地震,引發了不少人恐慌,很多市民都跑到外面搭帳篷。朱介壽說,當時他跟同事們聽到這個消息,卻繼續在辦公室工作,了解地震帶的規律,掌握一定的地震常識,我們完全有能力去判斷這些流言的真偽。
斷裂帶的地震,大概有—個規律,—般都是主震加余震類型,余震的級別低于主震1.2-1.5級,汶川大地震為8級,根據以往的經驗,余震不會超過7級。經歷了8級地震的洗禮,這些小的余震自然對成都不會有太大影響。對成都而言,目前的余震最多也是搖晃的感覺,不可能再有5月12日那樣強烈搖晃。
根據朱介壽教授的監測,汶川大地震主震發生后,當天,九個半小時內發生余震50余次;第二天又發生了50余次;第三天有所減少,發生了30余次,第四天和第五天有十余次,以后每天僅發生幾次,頻度和強度呈衰減趨勢。地震學上,地震級別相差1級,能量相差32倍,8級地震成都尚安然無恙,這樣5級、6級的地震,更不會有損害了。對照余震示意圖,大家可以很清楚地看到,余震的頻率正在慢慢成少。
前不久,有報紙上報道,地震的震中,正在轉移,有些人就要想,會不會就轉移到成都來了?震中的轉移,是有它自己的規律的,并非隨意轉移。斷裂帶的地震,跟“蹺蹺板”是一個道理,什么意思呢,比如映秀這邊發生地震了,同處于—個斷裂帶上的北川也跟著震,余震就在斷裂帶上來回發生,跟“蹺蹺板”—樣,震中就在斷裂帶上發生轉移。打個比方,斷裂帶的破裂,好比一張紙被撕破了—樣,沿著—個軌跡,慢慢破裂,這次的汶川大地震也是如此,從映秀開始,沿著龍門山斷裂帶發生破裂。紙張撕裂過后留下了—道裂痕,好比斷裂帶,余震只會在這些“裂縫”上轉移,是根本沒有可能轉移到成都的。
截至5月22日,汶川大地震共造成陜西省死亡114人,受傷2826人,直線距離達到數百公里的重慶梁平亦發生建筑物垮塌的現象。5月27日下午4時左右,青川發生5.4級余震,4時37分,陜西寧強也發生5.6級余震。這些省市距
離震中比成都遠得多,為何反而更嚴重?道理很簡單——陜西寧強處于龍門山斷裂帶上,成都并不處于任何斷裂帶上,這也是我們判斷成都安寧、安全的準則。
泥石層給成都加了個“墊子”
李永昭(地質學家,成都理工大學教授)
汶川大地震,成都受到的影響要小得多,為什么會出現這個情況,究竟什么在呵護著我們的天府之國?我認為有如下兩個原因。
第—個是“墊子”。什么意思呢?成都平原下面,有一層厚百米的沙卵石地層,大家知道,地震波經由龍門山斷裂帶傳出,震波傳達到沙卵層,這些卵石層就像—個巨大的減震器,可以緩解地震,就像“墊子”一樣,保護著成都平原。
史料顯示,古岷江在成都平原沖積留下了大量的泥沙與石塊,而古岷江的沉積是—個快速沉積,古岷江來不及把帶下來的大塊石頭完全磨成細沙,結果沉積在成都平原粘土層下就有一層鵝卵石和沙土結構,這就是成都平原下的—個基本特征,這個特征和唐山、邢臺等地華北平原上的地下結構有本質的不同,由于這個本質的差異,造成了它們附近發生強震時不同的現象。
第二,根據我對成都數千年來地震的研究,成都城區從未發生過大的地震,史料中關于地震的記載大多是其他地區對于成都的影響。究其原因,成都并不處于斷裂帶上,而—般的地震大多是斷裂帶活動的結果;再者,斷裂帶的地震,一般有個特點,就是主震加余震類型,余震—般比主震低1.2-1.5級,地震少一級,破壞力差了32倍。既有“墊子”的保護,又有地質構造的呵護,誰說成都不安全呢?
汶川大地震后,我和同事選擇了近百年來幾次大的地震,這些城市距離震中,都超過了60公里,而他們在地震中的損失,則各有不同。1908年12月28日意大利墨西拿距離震中80公里,震級7.5級,城區98%的房屋被毀,死亡人數超過了4萬;1923年的日本東京距離震中70多公里,震級8.2級,死亡99331人,下落不明43476人;1933年的日本仙臺距離震中300公里,震級8.5級,地震引起的海嘯導致21959人死亡,損壞房屋1萬棟以上;1964年美國安克雷奇市距震中150公里,震級8.3級,死亡178人,因地震被毀的民用樓房215棟;1985年墨西哥墨西哥城距震中400公里,震級8.1級,8000棟建筑物受到不同程度的損壞,7000多人死亡。而或都距離震中僅有73公里,我們迄今還未聽到成都主城區房屋被毀、人員傷亡的報道,我認為成都平原獨特的構造,正是成都不像其他城市距離震中僅有73公里,我們迄今還未聽到成都主城區房屋被毀、人員傷亡的報道,我認為成都平原獨特的構造,正是成都不像其他城市損失慘重的重要原因。