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你应该知道的地震知识Comments>>

发表于 2013-04-24 06:33 | Tags 标签:,

作者:刘夙

2008年5月12日四川汶川发生里氏8.0级地震,造成惨重人员伤亡和财产损失。当时我就在网上见识了地震之后的种种乱相——有民间的“半仙”说自己预测到了这场地震的;有人一口咬定“蛤蟆过街”是地震前兆的(实际上是每年都会发生的正常动物学现象);有“专家”信誓旦旦说三峡水库或紫坪铺大坝诱发了汶川地震的(没有任何证据能够表明水库能诱发震源深度在10千米以下的地震);自然还有某些有官方背景的专家出来打包票说今后四川盆地不会再有大震的。见到这些乱相,当时我就对真正的、科学的地震知识一直未能全面普及给中国民众感到十分遗憾。

几乎五年过去,四川芦山又发生里氏7.0级地震,新浪微博上的各种乱相仍旧,这回我终于忍不住了。我并不是地质学专业出身的,按理说不应该去管地震科普这个闲事,但是作为科普工作者,我实在看不过同样的乱相毫无进步地在微博上重演。所以,下面我就简明扼要地介绍一下每个人都应该知道的地震知识——真正的、科学的地震知识。

地震的短期预报是不可能的

1966-1976年间,中国华北、西南发生了多次7级以上地震。当时的地质学家和国家领导人相信地震是可以预报的,可以在几个月甚至几天之前就精确地报出震中、发震时间、震级这“三要素”,因此在中国开展了一场轰轰烈烈的全民预报地震活动。1975年2月4日的海城地震预报成功,给了人们很大的信心,但这信心很快就被1976年7月28日唐山地震未能预测的残酷事实泼了一盆凉水。

早在1960年智利大地震和1964年美国阿拉斯加大地震之后,美国学界就开展了地震短期预报工作。海城地震成功预报之后,美国、日本等发达国家受到鼓励,投入了更多经费,但是几乎全部失败。比如日本从上世纪80年代就一直在准备迎接传说中的“东海大地震”(“东海”是日本人对静冈、神奈川县一带的太平洋的称呼),但是“东海大地震”迟迟不来,日本的阪神和东北地区却先后在1995年和2011年发生了始料未及的大震。无论是几十年的实践,还是理论研究,都表明地震的短期预报在可预计的将来是不可能的。海城地震的“成功”预报,实际上也只是运气好而已。花费了大量经费的科研部门尚且不能对地震做出准确预报,那些只会观“地震云”、看“电磁”、玩数字、算卦的民间“半仙”们更不可能做出什么准确预报。如果你对此还是半信半疑,那么可以看看英国BBC制作的这个纪录片《为什么我们不能预报地震》(http://www.56.com/u67/v_NzQ2OTQwMjM.html)。

同样的道理,没有任何确切的证据就信誓旦旦预报某地一定不地震,也是不可信的。最典型的例子就是发生小震之后,政府有关部门为了安抚情绪,斩钉截铁地说“短期内发生更大地震的可能性不大”。诚然,地震之后人们的情绪应该得到安抚,那也应该通过正确的方式安抚,而不是乱报“不地震”。尽管小震之后未必总有大震,但是根据美国地震学家对美国加州南部地震的总结,一地发生3级以上小震之后,120小时之内在原地周边10公里的范围内再发生更大地震的概率是6%。尽管这是一个很小的数值,但毕竟没有小到可以忽略不计。历史数据表明,中国历史上很多大震之前的确都有小型前震,比如汶川地震之前的几年内龙门山断裂带中段就发生了很多小震,其中仅2008年1月至5月12日上午就发生了30多次小震,当时却被政府和某些专家辟谣说“短期内不会有更大地震”。类似这样乱报“不地震”的情况如果一再发生,只能严重打击人们对政府的信任程度。

要像熟悉周围的餐馆一样熟悉地下的断层

说地震的短期预报不可能,并不是说人们就完全无法掌握地震的发生规律。如果在做地震科普时过分强调了地震短期预报不可能的一面,却没有同时强调学界对地震发生规律已经有一定认识的一面,这样虽然有益于纠正“地震可以短期预报”的错误观念,却矫枉过正,容易走向另一个“不可知论”的极端。

在地震发生的各种规律中,由地球板块运动造成的“构造地震”(占了所有地震的大多数)总是发生在有活动断层的地方,这就是一条铁律。在远离活动断层的地方,地震的危害性就很小,甚至可以忽略。比如在中国,“鄂尔多斯地块”(北至河套平原,东至山西吕梁山,南至渭河平原,西至宁夏平原、六盘山,核心地带包括内蒙古鄂尔多斯,陕北榆林、延安,甘肃庆阳等)就是一个非常稳定的地块,虽然其周边地区会发生大震,但其内部就绝无大震。再如东南丘陵地区(包括浙江、江西、湖南、贵州四省大部,广西东部以及福建、广东的非沿海地区),在地质学属于“扬子板块”,因为在地质史上发生过岩浆侵入,把多数断层都牢牢“黏合”在一起,所以也是一个较为稳定的地域,除江西九江,广东、福建沿海和广东内部部分地区外,其内部很少有强震。

与此相反,在有活动断层分布的地方,特别是历史上曾经发生过大震的地方,未来就有发生地震的可能,应该多加注意。因此,了解你所居住的地方有没有活动断层,危险性如何,历史上有没有大震,是大家应该做的功课;政府和科研机构也理应把相关的信息主动向社会公开。

以北京为例,北京是一个活动断层非常多的地方,仅六环以内的活动断层就有5条:南口-孙河断裂,顺义断裂,南苑-通县断裂,高丽营-黄庄断裂,永定河断裂。这些断裂在历史上曾经发生过6级地震。而北京东郊的夏垫断裂,更是在清朝康熙年间(1679年)在平谷和三河之间发生过8级巨震。如果你对这些断层心里有数,就算不知道它们什么时候会发生地震,但至少明白危险性存在,应该在家里随时储备一些救急的水、食品、药品;在买房、租房的时候,也可以尽量避开靠近断层的房子,同时对房屋的抗震性能有所了解。如果大家尽量做到这一点,在地震来袭的时候恐怕就可以挽救不少生命和财产。

【北京活动断层示意(引自李虎军博客)】

说说龙泉山断裂带

现在我来说说大家最关心的四川盆地龙泉山断裂带。我的参考文献是黄伟、江娃利2012年3月发表在《西北地震学报》上的文章《四川龙泉山断裂带及其活动性与潜在地震危险性讨论》,我先介绍一下这篇文章的主要内容。

龙泉山断裂带北起德阳市中江县,经过金堂、成都市龙泉驿区、简阳、仁寿等区县,南至乐山市新桥镇附近,全长大于230千米。这条断裂带主要包含两条平行的断层,即龙泉山西缘断裂和龙泉山东缘断裂,两条断层之间的地块隆起,就形成条状的龙泉山。

【龙泉山断裂带示意图(引自黄伟等,2012)】

从20世纪80年代开始,与龙泉山断裂带相关的讨论才逐渐增多,在2008年汶川地震之后这一断裂带更是得到学界重视。但是因为研究不充分,迄今为止地质学界对这条断裂带的性质和危险性并没有统一认识,意见分歧还很大。比如在龙泉山断裂带的两条断层里,哪一条是主要断裂?这个就还没有统一的说法,有人说西缘断裂是主断裂,也有人说东缘断裂是主断裂。

当然,大家更关心的问题是龙泉山断裂带的活动性如何?未来有没有可能发生强震?可能达到几级?在这个问题上分歧就更多了。最乐观的估计认为“龙泉山断裂主体在接近地表处形成断裂传播褶皱,断裂的滑动量大部分通过褶皱变形来吸收,因此不具备孕育大地震的可能性”,但多数学者不赞同。有学者通过有限的计算,认为龙泉山断裂带最大可能发生5.1-6.2级地震,而1967年1月24日发生在仁寿大林场的5.5级地震(震源深度仅4千米)就堪称是这一断裂带的最大地震,这种计算的可靠性也不大。最悲观的估计就是我在微博里说的,有可能发生6.5级以上的强震,当然这也同样是一种初步推断。如果要减小分歧、取得更精确的结论,那就必须做更多的地质勘查。

以上就是黄伟和江娃利这篇文章的主要结论。旅加地质学家嵇少丞先生则提供了更多、更具体的警告。首先,汶川、芦山两次地震之后,龙门山断裂带全线都活动完毕,能量得到释放,这肯定会影响到周边其他断层的活动。最值得警惕的断层有:鲜水河-安宁河-小江断裂(甘孜-道孚-康定-石棉-西昌-巧家),岷江断裂和虎牙断裂(松潘、平武附近),四川盆地内的龙泉山断裂和华蓥山断裂(主要是南段的宜宾-富顺-荣昌一带)。这些断层本来都在抵抗青藏高原向四川盆地挤压的巨大推力,但是一旦其中一两个断层抵抗不住,发生地震,推力集中在剩下的断层之上,就可能让它们发生连锁性的继发活动,直到这巨大的力量大部分被释放为止。

【四川盆地周边断层示意图(引自嵇少丞博客)】

其次,成都平原覆盖着松散的沉积盖层,仅最近几千万年沉积的地层厚度就达一千多米,其中有不少地区(特别是龙门山山前地区)存在富含地下水的饱和砂土层。一旦在附近的龙泉山断裂带发生6级左右的浅源中强震,这些饱和砂土层会发生液化。如果其上的工程建筑(特别是那些建于几十年前的老建筑,以及农村的自建房)没有做过防砂土液化的抗震处理,这种液化的地层将“具有明显的震害放大作用”,“对工程建筑的破坏极为严重”,“带来惨重的社会经济损失和人员伤亡”(详细情况参见嵇教授的博文《龙门山断裂带与强震》,http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=51597&do=blog&id=682086)。

从龙泉山断裂带的知识中可以学到什么

看过上面有关龙泉山断裂带的知识之后,我们应该怎么做呢?

第一当然是不要恐慌。就像前面说的,身处活动断层附近的居民(比如住在北京的我)应该像熟悉周边的餐馆一样熟悉附近活动断层的分布和可能的危害性,同时像熟悉私家车的各种性能一样熟悉自己所住或租的房屋的抗震性能(比如是否建在活动断层附近?是否建在饱和砂土带上?是否有相应的抗震结构?),做到心中有数,时时存个心眼。生活还是要正常生活的。很多人因为恐慌,就拼命追求一个确定性的地震预报,这样只能上了“半仙”的当。总之,在了解了正确的地震知识之后,我们每个人都应该在心理上迈过恐慌这道坎,让对地震的戒备成为日常生活的一部分。

第二,了解了活动断层的情况,也可以帮助公众监督政府的地震预防措施和抗震规划。以这次的芦山地震为例,在5年前汶川地震时就有专家警告龙门山断裂带南段有可能继发大震,但是据新闻报道,地震发生之后,宝兴县的饮用水、食物储备仅够使用2天,芦山县一些乡镇的饮用水、食物也都严重短缺,不得不靠外界冒着种种危险(比如被崩塌的巨石砸中的危险)一车一车地向里运输,说明这些危险地区的物资储备并不充足,并没有做足迎接大震的准备。如果汶川地震发生之后,当地居民知道自己所处的危险境地,敦促政府多在本地储备一些物资,这次的震后救灾也能更有效、更从容一些。同样,考虑到龙泉山断裂带未来的可能危险,成都市民也应该在自己加强防备的同时,敦促政府提高警惕,提高建筑物的安全程度(特别是地基的坚实程度),同时尽快开展更详细深入的地质勘查工作。政府的自身努力,加上民众的监督,二者合起来,才能最好地保证万无一失。

按一些人的主张,如果地质学界自己都没有统一的意见,那就不应该贸然把这些推测(特别是最悲观的估计)传达给公众。然而,我不认同这个观点。首先,意见统一不统一是相对的。比如未来在龙泉山断裂带会发生多大等级的地震上学界虽然不统一,但没有一个严肃的学者会胡说这里会发生8级地震,因为这里的地质条件已经足以确证这是根本不可能的。

其次,人的生命只有一次,财产的积聚也不容易,在不恐慌的前提下,把问题估计得严重一些并没有太大害处。黄伟、江娃利那篇文章就指出,中国地质学界喜欢根据历史地震情况推断一个断裂带的危险性,这是有很大局限性的。比如唐山地震的断裂带在历史上就没有发生过大震,当时的学者因此没有多在意这条断裂带,结果却发生了大震,死伤惨重。汶川地震也一样,之前很多学者根据历史地震情况就断言龙门山断裂带活动性不高,结果再次发生了出人意料的大震。有了这样的经验教训,如果还要凭有限的历史地震数据坚持说龙泉山断裂带一定危害不大,那就是不负责任了。

总之,中国是一个地震高发的国家,按平均寿命70岁算,每个中国人一生都要经历2-3次的国内地震高发期,因此民众理应具备一定的地震知识。要让民众从不知到知,有些代价(比如一时的恐慌)是不可避免的,但如果因为担心引发这一时的恐慌,就始终不愿意把相关的研究情况公之于众,那么地震恐慌这道坎中国永远也迈不过去。日本的地震更加高发,那里的民众有足够的知识,就不再恐慌。仍以推测的“东海大地震”为例,尽管日本人已经放弃了预报其准确时间的打算,但是每隔一段时间,总会有机构出来主动提醒大家不可忽略其危害性,甚至宣传说可能会发生9级巨震,数万人死亡,也没见引发什么恐慌。这样的良性机制难道不是我们应该学习的吗?
2013.04.21初稿
2013.04.23修改

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30 Responses to “你应该知道的地震知识”

  1. granulite说道:

    不要转载这样的文章啊,里面好多错误,毕竟不是专业人士写的呀

    • everwanna说道:

      指出其中的错误吧?
      这样的回复不但没有信息量,而且引起不必要的不确定性

      • 子隐于斯说道:

        你觉得哪里有错请直接指出来。

        • granulite说道:

          汶川地震,我了解的到的情况是基本没有什么前震啊
          另,在”餐馆“那一段中,提到的扬子板块应该是华南板块。华南板块包括扬子岩块和华夏板块。
          华南少地震不是因为花岗岩入侵那,花岗岩不是胶水,不能粘住断层的。花岗岩与围岩之间本来就是软弱带呀。华南是一个比较稳定陆块,类似于作者提到的鄂尔多斯,大地震本来较少;另一种解释是,华南形成的时间较晚,内部还比较热,岩石容易发生塑性变形,因而少大震。

          • 刘夙说道:

            汶川地震的前震数据,是嵇少丞提供的,见:http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=51597&do=blog&id=319492。

            华南少地震是由于岩浆侵入封闭断层,见万天丰《中国大地构造学纲要》(地质出版社,2004年)。我手头有这本书,需要的话我可以把原文录上来。

    • 游识猷说道:

      非常希望能够指出具体错误,如果确实需要修改一定会联系原作者进行修正的。

  2. xstang说道:

    转述专业人士的观点,怎么会有错呢。

  3. xstang说道:

    有错也是专业错,是人类认识过程中不可避免的。

  4. asp502010说道:

    作为一个不“专业”的读者,起码能判断出开头结尾那些写给普通读者的话是否正确。中间的两段领会精神就可以了。

    总之,这篇文章中释放的正能量我接收到了,并且从中获益。

  5. byk说道:

    那是那个结论:整体相当不错,唯一有点问题的是:“身处活动断层附近的居民(比如住在北京的我)应该像熟悉周边的餐馆一样熟悉附近活动断层的分布和可能的危害性,同时像熟悉私家车的各种性能一样熟悉自己所住或租的房屋的抗震性能(比如是否建在活动断层附近?是否建在饱和砂土带上?是否有相应的抗震结构?)”
    这里面涉及多个问题:1、活跃断层(活动断层这个说法就有点问题)的位置其实并不是一个精细描述,虽然在地质学书或者这种论文里面会看到一条条活跃断层线,但其实图上这条线,并不代表这线落在的位置上就是地震风险最大位置。实际上地质勘测中是通过各个点钻孔勘测,然后把观测数据简单连线得到。图上的一个点也许是很详细的一个勘测点,也许是简单一个勘测点,也有可能只是两个勘测点的中间连线……所以用活跃断层来说到底买房租房是否合适,这个就有点过了。
    2、地震真的来临的时候,对于个体而言,威胁来自几方面:第一:所在区域的地震烈度等级,如果你在虽然在一个活跃地震带上,但它就算产生地震,烈度不一定高,反倒是临近一个强活跃地震带,破坏反倒大;第二:个体所处环境,堆满杂物的工作间和没啥东西的厕所,地震影响是完全不同的;第三:防震抗震知识和训练。实际上对于地震带的位置真的没必要这么重视,只要处于地震多发地区,平时就做好更多地震准备,显然来的更为必要。当然我这种身处历史记录以来就没地震过的杭州人民,还是继续朝天睡大觉算了,哈哈。

    • byk说道:

      刚才说“活动断层”说法不准确,这句话收回。唉,果然三天不学习,啥都还老师啊。

    • byk说道:

      维基上关于断层的一段解释我觉得和我说的这个主题有点关系:“由于较大的断层通常都不只是一个简单清晰的断面,而是一组断面的集合,因此人们又提出了断层带(或断层破碎带,(英文)fault zone)的术语,在地质学文献中,规模巨大的断层带则通常叫做断裂带。”
      我想表达的就是这个概念,实际上活跃断层的出现,说明的是这个区域周围一定范围内都存在风险,而不是只是断层所在位置有风险,因此说在北京买房租房,不要去买正好在断层上的位置,这就有点问题了。实际上整个北京城区内,地震风险都是差不多的,因此在建筑设计当中,应该也是一个抗震等级的设定。

      • wesgon说道:

        房屋的抗震等级看的是烈度吧?同样的震级,在不在断裂带上,烈度会不会有差异呢?

        • byk说道:

          当然会有差异啊,都是活动断层,一旦发生地震的等级也不一样,影响的范围也不一样,引起的烈度也不一样。

    • 刘夙说道:

        我觉得您首先没有强调如果建筑物建在活动断层附近会有什么危害(当然,我在文章中也没有强调……)。活动断层在地震后的错裂有可能直达地表,这时候在地表断裂线附近的建筑物即使再抗震也会严重损毁,正好座落于断裂线上的建筑物则完全被错开、倒塌。因此,中国《建筑抗震设计规范(GB50011-2001)》规定丙类建筑(一般工业和民用建筑)在抗震设防烈度为8度时,地震活动断裂两侧的最小避让距离为200米。设防烈度为9度时,地震活动断裂两侧的最小避让距离为300米。这就是我建议大家避开活动断层带的房子的原因。
        文中所引的北京市区活动断层分布示意图,是《新世纪》周刊根据北京市地质矿产勘查开发局的资料绘制的(详见http://blog.sciencenet.cn/blog-3598-319752.html)。即使可能有不准确的地方,也还是有一定的参考性。

      • byk说道:

        呵呵,这条规范蛮搞笑的,丙类建筑抗震设防烈度为8度或者9度实际上是几乎不会出现的,一般即使像四川,医院和学校能做到8度抗震设防烈度都很不错了,别说普通工民建了,一般房屋都是7级。当然,我们国家建筑需不需要继续提高防震等级,这是另外一个讨论话题。

  6. test说道:

    呵呵,一上来就说不能准确预报地震,所以不可能预报地震。天气预报很准吗?下雨天报成晴天一样多的是。
    再说BBC那个片子,内容就是采访了一些正在尝试预报地震的人,没有取得明显的成果,所以“地震是不能预报的”。这是多么可笑的逻辑,就好像“我们试了已知的方法,没有效果,所以这件事不可能做到”。到底是科学界的无能还是真的无法预报,你分得清楚吗?

    • 无中生有说道:

      建议至少找两本概率的书看看在过来说话,哪怕是高中等级的

  7. Neil说道:

    引用的【北京活动断层示意】非常不严谨。除却断层本身不说,地图本身就是错误的。

  8. 你估下说道:

    到底是龙门山还是龙泉山断裂带

    • ZHX说道:

      龙泉山才多大一坨,而且就在成都东郊

      • 凉拌茶叶说道:

        哈~512的时候,楼下的老爷爷们就在议论:龙门山就是龙泉山~成都要玩完~

  9. 呼吁说道:

    中国以前不是有什么宝物对地震有用的家伙吗,呵呵 叫什么名字我忘了。但我相信中国你是可以做到的。预知……未来

    • Illusiwind说道:

      你说地动仪么?那个只是用来通知某个方向已经发生地震用的。

  10. Illusiwind说道:

    最大的问题在于,所有人都只重视自己的命。别人的命甚至比不上自己的利益。至于雷要劈死谁,只要别劈到我,没关系。
    所以,所有的建议到最后也只能是“今年到后年,不震就不震,震了就震了,震多少级,震后才知道,震多少次,震后会告诉大家,请大家放心! 害怕的就出去睡,不害怕的就在家里睡,并保持正常生活秩序,不要没事瞎传谣言,搞的我们也好恐怖! 尽快把多余的房子卖掉,地震来了才知道,不动产原来也会动的,而且动起来吓死人! 防震常识:一、初一在家睡,十五在帐篷睡,因为躲得过初一躲不过十五!二、可以出家当和尚,但不能睡在庙里,因为跑得了和尚跑不了庙!三、买房子要么选一楼,要么选顶楼,一楼逃的快,顶楼被挖出来快。”
    活在地震带上,还是想法自救吧。

  11. 小画眉草说道:

    龙门山不是在扬子地台内部吗?怎么还会出大震?这个没看明白

  12. bin说道:

    好文章,多亏了清朝县志

  13. versugw www.kuaipu.com.cn说道:

    企业OA系统