主席，尊敬的各位領導、尊敬的各位專家，大家上午好！汶川大地震從發生到現在已經有4個多月的時間了，4個多月來，災區、各族人民在黨中央、國務院的堅強領導下，萬眾一心、眾志成城，取得了階段性的進展。汶川大地震是繼1976年唐山發生7.6級大地震以來，在我國大地上發生的災情最為嚴重，傷亡最為巨大，社會經濟影響最為重大的一次地震。地震以來，圍繞著這次地震發生的原因，圍繞這這次地震為什麼會給我們造成如此重大的災害，社會各界人士提出了許多問題。
今天，我以《汶川大地震成因：斷裂、破裂過程、成災機理》為題向各位領導、各位專家做一個簡要的匯報。
汶川地震發生在龍門山斷裂帶，龍門山斷裂帶在圖中這個位置。地震之後我們運用全國地震臺網的資料以及全球地震臺網的資料和四川省地震臺網的資料，對這次地震的震源參數重新進行了修訂，修訂的結果發震時間是5月12日14點27分57秒，震中位置是31.01度，103.38度，震源的深度是15公裡，震級用面波來衡量的話，面波的震級是八級，如果用所謂的地震器衡量的話，地震器的震級是7.9級。這次地震的發生根據我們現在的認識來看，它與印度板塊和歐亞大陸板塊在我國的青藏高原喜馬拉雅山地區的碰撞、擠壓有關係。在這裡我要簡要的介紹一下非常重要的一個理論或者學說，叫做「板塊大地構造」。來看全球的地震分布，圖告訴我們，雖然世界各地都可能發生地震，但是在全球範圍內地震主要分布在環太平洋一帶，叫環太平洋地震帶。另外分布在橫貫歐亞的地震帶。除此之外，在太洋的中脊也會發生很多地震，它是另外一條地震帶，叫大洋中脊地震帶，有6萬公裡長，雖然它發生的規模遠不如環太平洋地震帶和歐亞地震帶那麼大，但它顯然是一條非常重要的地震帶。
看全球的中源和深源地震分布，中源和深源地震主要分布在環太平洋的地震帶、歐亞地震帶上。為什麼全球的地震會呈這樣形式分布呢？在這裡我要簡單的給大家介紹板塊學說理論，先從地球的內部結構說起。大家知道，地球的內部結構是由地殼、地幔、地核組成。地幔分為上地幔和下地幔，地核分為內核和外核。大家熟知的地球內部結構的分法主要由它們內部物質的化學成分來分的，如果我們按照另外一種分法，按照地球內部物質力學性質不同，地球科學家把地球內部結構分為巖石層、軟流層、中間層。巖石層相當於地殼和上地幔的最上部。巖石層是什麼樣的情況呢？巖石層就是從地面一直到地下80到100多公裡，甚至有的地方到了150-200公裡深度的巖石。這個層裡面地震波的速度是比較低的，地震波在裡面傳播的時候衰減比較慢，在地質年代10萬至1億年左右的載荷下不發生塑性形變。但是軟流層處在高溫高壓下，巖石層漂浮在軟流層上，軟流層比較軟，溫度接近於熔點。這個層裡面地震波的速度比較低，衰減也比較快。
軟流層下面就是中間層，按照巖石的力學性質來看，最上面是巖石層，再下面是軟流層，再下面是中間層。板塊構造學說研究的結果告訴我們，地球最上面的巖石層並是不一個完整的整體，也就是說不是石板一塊，是被一系列的活動構造如海嶺、海溝、島弧、平移大斷層和山系所割裂，形成若干個巖石層板塊。板塊有八個，大家熟悉的歐亞板塊、印度板塊、澳洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、北美板塊、南美板塊、南極洲板塊。在大板塊中間鑲嵌著一些小的板塊，菲律賓海板塊、奧斯託海板塊等等。一共有14個小的板塊。板塊構造學說的要點並不僅僅在於地球在表面上只分成若干個大大小小的板塊，最重要的一點是板塊處在不斷的相對運動、相互作用當中。板塊相對運動情況怎樣？在板塊邊界的地方，一個板塊相對於另一個板塊運動，比如說太平洋板塊相對於歐亞板塊朝北偏向西運動，這裡面兩個板塊互相分開。板塊構造學說告訴我們，板塊是處在不斷運動和變化當中，運動的速率有多大呢？在各個地方是不一樣的，大概每年幾個釐米運動。這是什麼概念呢？我們人的指甲每個星期要長一毫米，一年不剪指甲，它要長50-60毫米，也就是5-6釐米，板塊運動的速率也就相當於人指甲生長的速率，從一年看這個速率是不高的。如果這個生長持續了好幾千年甚至幾萬年那效果是十分可觀的。
印度板塊相對於歐亞板塊是由南向北偏東的方向運動，印度板塊在7100萬年以前遠遠在現在位置的前面，但是經過了7100萬年以指甲生長的速度，印度板塊現在運動到我們熟知的地方。板塊運動的速率雖然是很低的，但是它的影響是非常大的。到底是什麼力量驅使板塊運動和變化呢？趨勢板塊運動的機制就是因為在巖石層板塊的下面軟流層裡的對流。地球內部的、含有放射性物質，放射性物質衰變釋放大量的熱量，通常在大洋的脊部，在地幔下部，這些放射性物質加熱的作用使物質受熱上升，到大洋中脊的底部，這些物質附著在巖石層板塊的端部形成新的板塊，上升的過程中改變運動方向，變成朝脊方向運動。到了海溝方面就順著板塊向下又下潛，就構成了一個對流的循環。就好像在家裡燒開水或者用酒精燈燒水最後看到的沸騰的情況是一樣的。軟流層就像我們時常看到的傳送帶一樣，它要帶動上面的巖石層向水平方向移動，到了海溝這個地方兩個板塊遇到一起，一個板塊常常被另一個板塊撞到底下，形成了板塊俯衝的情況。到了軟流層的板塊，這個板塊相對軟流層比較冷，周邊是比較熱的軟流層，就像夏天把冰棍扔到溫水裡一樣，俯衝到軟流層的板塊要被周邊熱的軟流層消融掉。整個過程是一個循環的過程，新的板塊在洋脊產生，老的板塊在海溝的地方消融，這個過程是按照什麼樣的速度在進行的呢？就是按照指甲生長的速度每年變化幾個釐米，完全對流循環的過程大約需要幾億年。板塊表明了地球內部是不斷運動和變化的，變化的結構告訴我們大洋的底部永遠年輕，平均的年齡是以億年計算。板塊的邊界是地球的外面是最活躍的地方，因為受到了板塊相互作用力的巨大影響，不但發生物理變化還發生化學變化，板塊邊界是歷史上發生根本性變化的地方。這些地方都是活動構造帶，比如說海底的海溝、海弧、平移大斷層，還有山體。
是什麼原因導致地震的發生呢？簡單一句話，板塊的相互作用就是地震發生的基本原因。如果兩個板塊相對地運動，運動雖然很緩慢，但是逐漸的變形隨著在巖石內部硬力的積累，到了一定程度，巖石或者硬力達到了巖石不可承受的強度就要發生斷裂，斷裂的表現就是地震。如果在巖石斷裂之前我們做一個試驗，就會發現發生變形的破裂面兩面的巖石就要反彈或者回跳到以前的位置，如果地震之前種了一排樹，地震之後這排樹由於巖石的變形就會到如圖的位置。這個現象從1906年美國舊金山大地震可以看到，在舊金山大地震之後農家的籬笆牆發生了如圖中所示的錯位。我們也可以看到，1957年蒙古戈壁阿爾泰的8級地震，地震使得大塊堅硬的巖石發生了長達好幾米的水平錯動。2001年11月15日，在我國崑崙山口的西邊發生了一次比汶川大地震還大的地震，是8.1級的地震，造成了地面450公裡長的地震斷裂帶，圖為其中的一小塊。因為這次地震發生在人煙稀少的地方，沒有引起任何的人員傷亡，也沒有引起任何的經濟損失。回過頭來看這次發生的汶川大地震，汶川大地震的發生與印度板塊和歐亞板塊在青藏高原喜馬拉雅山發生的碰撞擠壓密切相關。在青藏高原和喜馬拉雅山這一帶，北面是歐亞板塊，南邊是印度板塊，這兩個大陸板塊碰撞的時候沒有發生某一個板塊把另一個板塊撞到軟流層裡的情況，發生的碰撞是屬於大陸和大陸會聚的邊界，碰撞的結果使得地面隆起，就形成現在圖中看到的現在的青藏高原和喜馬拉雅山。這就是為什麼我們國家的青藏高原和喜馬拉雅山地殼的厚度比世界上任何一個地方地殼都厚的原因，也是為什麼會有青藏高原和喜馬拉雅山的原因，歸根到底就是印度板塊和歐亞板塊的碰撞。因為這個原因我們現在可以看到非常雄偉壯麗的珠穆朗瑪峰。
印度板塊向北的移動並不是永遠保持原來的樣子。印度板塊向歐亞板塊的移動，因為在我們國家青藏高原的北面有崑崙山的斷裂，這些運動使印度板塊和青藏高原的碰撞不能一直繼續下去。運動在不斷地繼續，但是受到了崑崙山斷裂帶的阻攔，使得在這一帶地殼裡的物質沒有地方可去，唯一可去的地方就是朝著東或者東偏南的方向流動。因此在龍門山斷裂帶的西面我們發現，甘孜的地塊和川滇的地塊朝著偏東、偏南的方向運動。運動的速率有多大？松潘、甘孜的地塊朝偏南的方向運動，以每年18-20毫米的速率移動，但是在東邊的華南地塊，每年的運動速率按照最新的測量結果是12-14毫米。龍門山斷裂帶西邊，從北西的方向向東南方向移動，每年有18-20毫米的移動，南邊的華南地塊每年只有12-14毫米的運動量。這個差別有多大呢，差值有4-8個毫米。因此應變能就在龍門山斷裂帶就在每年以4-8毫米的速率積累，使得龍門山斷裂帶變成最具有地震危險性的活動構造。
看歷史上的情況，跟這種情況形成強烈反差。龍門山斷裂帶在歷史上一直到發生這次地震之前，從來沒有發生過七級以上大地震的記錄。儘管龍門山斷裂帶的地震活動也是非常活躍的，但是沒有發生大地震的記錄。可是在龍門山斷裂帶的附近，在西南的仙水河斷裂帶歷史上一直到近年都發生過7級以上的大地震。而且在龍門山斷裂帶的附近，歷史上也發生過若干次大的地震，比如說1713年的7級地震，1933年的疊溪的7.5級地震，1976年8月16日、8月23日發生的兩次7.2級的地震。這些都是發生在龍門山斷裂帶的附近，而不是發生在龍門山斷裂帶上。
前些年我們用非常先進的方法，對四川省、雲南省以及我國中西部的地震做了精確的重新定位，結果告訴我們，龍門山斷裂帶雖然歷史上沒有發生過大規模地震，但是近幾年中小地震還是非常的活躍。從東往西看，龍門山斷裂帶地震從東北方向到西南方向長達470公裡，在近十幾年來地震活動都十分活躍，而且震源分布大約在地下30公裡的地方。我們現在認識到汶川地震發生在龍門山斷裂帶，而龍門山斷裂帶是具有非常危險性的活動構造，這次地震就是發生在470公裡長上斷裂帶破裂的350公裡處的大規模地震。
這次地震到底發生在哪條斷層上，也就是汶川地震的成因斷層。汶川地震發生在龍門山地震，主要是因為茂縣、汶川的地震，以及映秀、北川的斷裂是中間的這一條，以及宏縣到萬縣的斷裂，這三條斷裂究竟哪一條參與了這次地震的發震呢，這是我們在這裡要回答的問題。為了回答這個問題，我們利用全球地震臺網記錄的資料，對這次地震的震源機制和破裂過程做了系統的分析。這些工作是在地震發生之後4小時得到的結果，這4個小時包括了3.5小時下載資料的時間，真正用來分析和處理得到的結果只用了半小時時間，這是分布在全球地震數字臺網記錄的地震複雜情況。根據分析，地震是從北東到南西方向分布的斷層，地震斷層是朝著北西方向傾斜，形象的看這個斷層從北東延伸到南西方向，它是一個逆斷層錯動。在地質學裡，通常把地震的斷層分成幾個類型，其中一個類型就是所謂的逆斷層，是指發生錯動的時候，如果上排相對下排朝上運動，就叫做逆斷層，如果是向下動就叫震斷層，另外一種是斷層面兩面的巖體是沿著水平方向錯動。我們看到的汶川地震就是西北的上盤相對於東南的下盤向上運動。斷層向西北傾斜，這次地震餘震的分布告訴我們，餘震正好沿著我們定出來的一個軌跡分布，如果從地下西南往東北看的話，餘震也是分布在一個30公裡深的地震，跟這三條斷層都有聯繫。所以我們說，汶川地震是一個非常複雜的地震斷裂，它的發生雖然主要跟中間的映秀、北川斷裂錯動有關，但是在斷裂東邊宏縣、萬縣的斷裂，以及西邊茂縣的斷裂都參與了這次活動。
這次地震發生的時候，斷層的錯動也是非常複雜的，震源機制也是由南而北逐漸的變化。這次的地震的破裂過程也是非常複雜，所以下面跟大家簡要的介紹地震的破裂過程。這次地震，我們利用儀器測到的震源的位置來看，也就是大家熟悉的都江堰映秀的下方，在地表以下15公裡，現在大家熟知的震源位置或者震中位置是這次地震最先發生破裂的地方，整個地震破裂面從東北到西南影響了300多公裡長，圖中彩色圖像代表地震發生逆斷層錯動幅度的情況，紅顏色代表了錯動最厲害的部分，最大的地方到達8.9米，就是發生在映秀的下方，錯動一直貫穿到地面上來最長達到7.9米。錯動從映秀開始，但是朝著東北方向傳播或者說拓展，也朝著西南方向拓展。但是朝著東北方向拓展的時間長，面積也大，所以表面上讓我們感覺到地震是從震源開始朝東北方向拓展。
隨著地震的發生，經過6秒、7秒、8秒，破裂的地方逐漸的由映秀下面15公裡處向東北、西南方向拓展，到48秒時破裂已經達到了遠處，90秒之後這個的破裂過程就完成了。汶川地震破裂面涉及到了300多公裡長，而且主要的地段是在東北方向，破裂是朝著東北方向拓展的，最後在長達300多公裡長的斷層上發生了大破裂。這個破裂是非常複雜的，展示破裂沿著東北方向破的時候歷時90秒，朝西南方向破的時候歷時60多秒，破裂速度很不均勻，有時候快，有時候慢。而且破裂釋放的應力也是很大的，根據我們的計算，破裂釋放的應力最大達到65個兆帕，平均為18兆帕。為什麼汶川地震會造成這麼大的災害呢？先來看資料中得到的最新結果和經過現場的地震調查得到的兩個極震區有什麼樣的關係。
現場結果告訴我們，烈度的分布即地面振動的激烈程度有兩個區，一個區在汶川、映秀、都江堰，一個在北川和平武。這兩個區我們觀測到是最大的滑動量，在汶川、映秀、都江堰這一代是6.45，在北川、平武是5.75。資料看出來計算的結果是6.7，這兩個區無論在分布和大小都跟現場的調查結果非常的一致。在汶川-映秀-都江堰現場看，通過虹口看是有逆衝帶有滑動的斷層，整個的錯動量達到了6.5米。在汶川-映秀的西南邊，我們看到地震的斷層導致錯亂公路的情況。因為地震發生在西南的山區，地勢非常的陡峭，引起了滑坡而且持續不斷，滑坡使得公路堵塞，給救災造成了極大的困難。看東北邊的北川、平武，地表滑坡和破裂的情況跟資料得到的結果是一樣的，地面東北相對於東南向上運動，推起了4.3米長。在地震的極區，在北川的老城區，斷層通過的地方所有的房子都被摧毀，所以這次地震再一次引出一個非常重要的教訓，建築要避開斷層帶，凡是斷層帶通過的地方可以說是無堅不摧，無物不倒，任何的建築甚至是鋼筋水泥的建築都要被破壞。
汶川地震為什麼會造成這麼大的災難呢？
第一、地震大。地震震級很大，斷層長300多公裡，寬40多公裡。而且斷層的錯動量平均是2.5米，最大到了8.9米。
第二、震源淺。通俗的說，震源淺指的是震源深度只有15公裡，但還不完全是這樣，因為地震破裂面是從地下一直延伸到地面，而且長達300多公裡，寬40多公裡，整個斷層面一直從地下30多公裡的地方延伸到地面，錯亂了地面，這是這次地震會造成如此大損失的第二個原因。
第三、破裂的持續時間長，而且破裂不規則，對地面造成的破壞大。
除此之外這次地震還有兩個獨特的特點，斷層的不對稱性造成了上盤和下盤的破壞完全不一樣的情況。這次地震上盤指的是在斷層帶的西北面，下盤是東邊。大家都知道，此地震雖然在成都、德陽平原這一帶震源很強，但是相對於西邊破壞很輕，這就是所謂的斷層的上盤和下盤的效應。我們通過計算也能夠得到這樣的結果，凡是在上盤的地方水平錯動就是在北川和映秀的地方，看垂直方面的運動也是一樣。
汶川地震的情況跟我們在1999年臺灣9.21地震看到的情況也是一樣的，臺灣地震發生於菲律賓板塊和歐亞板塊相互碰撞。這個地震發生在臺灣的集集鎮，所以叫集集地震。這兩個地震都是逆斷層錯動，不過汶川地震發生在板塊內部的地震，集集地震是發生在板塊之間的地震。在集集地震中，因為斷層錯動造成了極大的破壞，使南端相對於北端上升了9米多，南端也上升了2米多，所以落差有7米多，所以一夜之間一個蓄水廠的水全部落光，使得臺東地區的百姓，兩個禮拜吃水都發生了困難。
山體滑坡也造成許多人員的傷亡，一個村莊從五千多米的地方向斜滑了兩千多米，半山腰有24戶人家，山腳下還住了幾十名村民，他們在這次大滑坡當中遇難。圖中有紅顏色和白顏色的地方，紅顏色是房子，白的是被震出去的牆體，再近一點看是順著滑坡的小房子，忠實記錄了當時發生地震的時刻。在小房子住著一個婦女和兩個孩子，他們從山上滑到山下一千多米高的地方，這位女士和兩個孩子毫髮無損，也算是災難中不幸中的大幸。汶川地震的發生大家都有一個深刻的印象，在陝西和甘肅的震感非常強，隨著餘震向東北方向遷移，總體這個地震造成的東北方向的損失和震感都遠遠的超過西南方向。這是個什麼原因呢？這就是所謂的地震多都卜勒應，如果站在月臺上看著火車開過來，晚發車的信號和早發車的信號在短時間內到達，所以周期比較短，聲音音量比較大。如果在月臺上看火車遠離我們而去，因為後面發出的信號和前面發出的信號在相隔比較長的時間到達，所以我們聽到的信號周期比較長，頻率比較低，幅度也比較小。這個效應在物理學當中叫做都卜勒效應。地震引起的破壞中都卜勒效應有起作用，地震輻射的波有方向，有些地方比較強，有些地方比較弱，地震的縱波效應在箭頭破裂方向的前方振動加強，如果波的傳播速度靠近的話，所謂的地震碼波數越大的話效應就越明顯。特別是地震的破壞主要是橫波引起，地震的都卜勒效應要比縱波強。因為地震的都卜勒效應，在破裂方向振動大大加強，這就是為什麼地震發生的時候處在震中東北方向震感、破壞要比西南方向強得多。
今天因為時間關係，我主要給大家介紹汶川大地震的情況。汶川大地震給我們造成了很大的損失，再一次提醒我們，人類居住的地球是一個非常活躍的地球，地球是我們人類共同的家園，它不但提供我們人類賴以生存的環境和資源，也不斷的給我們製造一些麻煩，造成災害。面對這樣一些災害，我們要努力尋找預防和減輕災害的辦法，我們要學會與災害共處，努力的研究應對災害的辦法，科技工作者要為經濟建設和社會發展做出我們的貢獻。 (來源：人民網-科技頻道)
(責任編輯：高瑞)