為什麼四川總是地震?地震真的無法預測?

2021-01-18 DeepTech深科技

「2017年8月8日21時19分,中國四川省阿壩州九寨溝縣(北緯33.2度,東經103.82度)發生7.0級地震,震源深度20千米。」

一看到「四川」這兩個字,不由自主讓人想起2008年的那場至今牽動著每個中國人神經的汶川浩劫。在那之後,蘆山地震,雅安地震等等,這些都似乎讓地震與四川有著割捨不斷的聯繫。為什麼四川這個天府之國會經常遭到地震的「突襲」?

首先,我們來看一張四川省的衛星地圖。

在這張圖上,四川給我們的第一印象就是西部多山區,東部是平原,省會成都就處在中部這塊僅有的盆地之上。

回到地震上來,如果我們將這些大大小小的地震震中位置投影到地圖上,不難發現,它們基本都分布在西部的山區之中。難道是這些連綿的大山導致了地震頻發嗎?可是同樣有著太行山脈、燕山山脈的東部地區,為何就鮮有大地震的發生?

原來,環繞在成都周邊的這些山區並不是簡單的地形隆起,而是一條巨大的斷裂帶,這也就是著名的龍門山斷裂帶。它是一條貫穿巖石圈的巨型地殼斷裂系統,南北延伸約500公裡,寬達70公裡。

龍門山斷裂帶主要由三條斷裂組成:由西到東分別是汶川-茂縣斷裂,北川-映秀斷裂和安縣-灌縣斷裂。這三條斷裂帶的活動特徵均表現出由南西向北東斜向逆衝,並伴隨右旋滑動分量。如果我們想探究其更深層次的原因,不妨把視野放大,用星球級的視角來看看這一地區的區域構造背景。

在這張圖中,處於左下角的印度板塊以每年約40mm的速度向青藏高原俯衝,造成這一地區的快速隆升,這也造就了喜馬拉雅山脈的誕生。同時,在印度板塊的推動和擠壓下,高原物質向東緩慢流動,在高原東部邊緣地區沿龍門山構造向東擠壓。然而,這種擠壓受到四川盆地之下剛性地塊的頑強阻擋。四川地塊巖石圈根部極其穩定(深度約200千米),自晚侏羅紀(一億六千萬年前)以來深深紮根於地球深部,猶如「地軸」和磐石,堅強地抵抗著青藏高原的向東擠壓,這種「硬碰硬」的對抗也就形成了寬大的南北向擠壓構造帶(東經105-110度),成為我國乃至全球最活躍的地震帶。

不幸的是,本次地震的震中阿壩九寨溝地區,還有08年以來的汶川,蘆山,雅安等等,都是處在這一破碎帶上。而省會成都,則處在穩定的四川盆地中心,是大陸地殼上古老而又穩定的一部分,在最近至少5億年內的地殼運動過程中幾乎沒有發生變化。這也解釋了為何緊鄰地震高發區的成都總能在每次大地震中「獨善其身」,很少會受到地震的直接破壞。

在我國,隨著地震災害的不斷發生及其帶來的巨大破壞,關於地震預測的呼聲也不絕於耳。誠然,地震預測仍是一項國際性難題,但是,如果深究地震其本質,也就是地下能量積累到一定程度後突然釋放的過程,那麼或許我們能從地下應力監測出發,探尋地震預測的奧秘。

確實如此,其實早在上世紀60年代,著名地質學家李四光便開始倡導發起地應力測量。通過這種手段堅持對斷裂帶進行長期科學監測,了解其活動周期和活動規律,記錄和研究地震前後地應力變化過程,或許可以幫助我們對地震的孕育和發生過程了解一二,探索地震預報的方法。

圖丨九寨溝地區周邊測震臺站分布圖

然而,要想做到這一點,光靠一個或幾個監測站點還遠遠不夠,而是要在區域上形成有效的地應力監測網絡,如此,才能形成對斷裂帶應力變化的有效監測。自2008年汶川地震以來,我國也在大力發展基礎地震臺網建設,目前在青藏高原和西南這些敏感地區的一二三級臺站進行鋪設,正在逐步形成有效的各級地震監測網絡。

圖丨中國地震臺網分布

儘管對全球地震科學工作者而言,地震是自然規律使然,地震預測至今仍是神話。但是人類探索自然之精神永恆,我們相信自己一定能夠在這些看似難以捉摸的地球活動中建立規則,最終克服地震預報這一亙古科學難題。

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