100年前的今天,也就是1920年12月16日,海原發生了8.5級大地震,此次地震造成約27萬人遇難,傷亡慘重,是人類歷史上罕見的毀滅性地震,被稱為「環球大震」。自此,我國具有科學意義的地震工作也由此展開並持續發展。今天,就讓我們在回顧這場災難的同時,也一同重溫地震科學發展的百年曆程。
1920年12月16日,海原發生8.5級大地震,傷亡慘重,損失空前,震驚世界,為人類歷史上罕見的毀滅性地震,時稱「環球大震」;海原大地震是中國震級最高、震中烈度最大、災害最重的地震之一,造成約27萬人遇難。
海原地區位於阿拉善地塊以南,青藏地塊與鄂爾多斯地塊的交接部位。由於受來自印度洋板塊強烈的推擠作用,致使青藏高原隆起並在向北東方向推擠過程中,受到鄂爾多斯穩定塊體西界和阿拉善穩定塊體南界的阻擋。這條斷裂帶的深部對應著莫霍面斜坡帶和重力梯度帶,長期處於非常劇烈的活動之中,海原大地震就是這條斷裂帶活動的結果。
我國具有科學意義的地震工作即肇始於此次地震,並在此後的近百年中持續發展。中、美、日、加、蘇、泰、法等多個國家的專家學者參與其中,發表了《一九二〇年海原大地震》《海原活動斷裂帶》《海原大地震1920》等科學論著和許多文章報告。
國際飢餓救濟協會首次向全世界發出了海原地震災害信息。海原大震後不到80天,即1921年3月初,國際飢餓救濟協會的J.W .霍爾(J.W.Hall)、U.克勞斯(U.Close)、E.麥克考爾密克(E.McCormik)等到達震區進行調查。他們的調查結果發表在1922年美國地理雜誌上,列舉了大量有關災情的實際資料,特別是對地震滑坡作了很生動的描述,並附有珍貴的震害照片。
北洋政府組織地震科考,促成地震工作在我國作為一門科學正式發展起來。海原大地震發生後4個月,民國政府委派內務、教育、農商3部委的翁文灝、謝家榮、王烈、蘇本如、易受楷和楊警吾等6人赴災區考察。他們除實地調查了解地震災情、考察山崩地裂等現象外,還特別注重地質科學考察,研究地震起源及地殼構造的關係,探討了地震烈度異常區現象、建築物結構破壞特點等,開創了我國用現代科學方法進行觀測研究地震的先河。翁文灝認為「地震源於地質」,設想了地震預報的地質動力途徑:「如果能將何種地質構造能生地震,每種發震須積儲動力若干,每處地殼能抵抗動力若干,詳密測定,則地震預報亦非不可能。」1930年,在海原地震災害的觸動下,李善邦等人在北京西郊建成了鷲峰地震臺。該臺不僅是中國自行修建的第一座地震臺,也是當時世界上一流的地震臺之一,開創了中國地震科學研究的新紀元。
新中國首次派遣專家考察,促成了首次國家地震預報行動在海原地震區進行,中國宏觀地震預報開始起步。中華人民共和國成立後,我國地震工作者面對國內物資匱乏、科技落後、一窮二白的現狀,默默奉獻,自強不息,開展了地震烈度區劃工作,服務國內大規模基礎設施建設。1958年地震預報探索成為國家行動,確定了「兩條腿走路」的方針,即一是開展觀測儀器研製,二是向民間取經,組織地震預報考察隊。中國科學院地球物理研究所的郭增建、蔣明先、劉成吉等6人,首次發現了幹鹽池至李俊堡的1920年海原大地震地表破裂帶東段,首次發現了幹鹽池湖泊在地震時向北遷移的這一巨大地殼形變現象,誕生了首本科普小冊子《談談地震》,獲得了許多有價值的前兆現象,奠定了後期中國宏觀地震預報的基礎。在與蘇聯專家一次交流中,郭增建說:「我們在民間調查獲得了許多宏觀前兆,並研製儀器布臺觀測,我們還辦了個學校,作今後的人才儲備,我們有優越的社會主義制度,我們要在地震預報上取得進展,爭取實現這個目標」。1959年,蘇聯的波·阿·彼德魯舍夫斯基發表文章,指出:「現今中國地震學家給自己提出了一個任務,要儘快地解決地震學中最複雜的問題之一——預報地震發生的地點和時間。為了解決這個問題,已計劃對一系列地震高活動區的地震活動性進行詳細的研究,中國西北部的所謂河西走廊被選定為首先要進行研究的地區」。60年代初,闞榮舉等人在甘肅景泰地區發現了該地震破裂帶的西段,並認為海原大斷裂極震區東自固原硝口,經西吉、海原,西止於甘肅景泰縣興泉堡,全長約220千米。
甘肅、寧夏地震科考進一步鞏固了地震科學研究工作。1966年邢臺地震後,在周恩來總理的敦促和指導下,我國組建了專門的地震辦公室,召開了全國地震工作會議,成立了國家地震局,地震預報正式成為國家行為。1970年1月5日,雲南通海發生7.8級地震,遇難人數超過15000人。國內開展地震預報科研的呼聲再次高漲。1970年,國家地震局蘭州地震大隊區劃抗震隊的李玉龍、康哲民等對海原斷裂帶進行考察,首次指出了海原活動斷裂帶具有左旋走滑特徵;同期,李龍海等發現了幹鹽池盆地唐家坡一帶的十餘條石砌田埂被左旋錯動,其水平錯距為2米左右。1972年,康哲民等人調查了海原大地震時民用建築的震害情況以及場地條件對震害的影響。1979年5月,國家地震局蘭州地震研究所和寧夏地震隊在銀川召開了「1920年海原大地震學術討論會」,並於1980年9月出版了《一九二〇年海原大地震》。同年,中國地震學會地震地質專業委員會在寧夏召開了「中國活動斷裂及古地震討論會」,對海原活動斷裂帶及其他活動斷裂的研究成果進行了交流討論。新中國的地震科學事業進入了發展快車道。
海原地震斷裂帶科考深化了對地震災害現場作為地震研究「天然試驗場」的認識。1981-1982年,國家地震局地震研究所和自治區地震局開展了海原活動斷裂帶的部分專題研究工作。1982-1985年,中美地震科技合作研究在海原活動斷裂帶寧夏段進行,先後發表了許多有價值的科學論文,並引起了世界地球科學家的關注。1983-1987年,完成了沿海原斷裂帶的1:50000地質填圖及其他工作,並進行了與地層、古地震研究相關的年齡測定工作。1988年10月,國家地震局地質研究所和寧夏地震局合作完成的《海原活動斷裂帶1:50000地質填圖》,被評為具有國際水平的重大科技成果。1988-1990年,寧夏地質調查隊對海原斷裂帶的形成、發展、演化歷史進行了再研究。同時期,寧夏物探隊也完成了海原縣的物探、化探工作。1990年,國家地震局、寧夏地震局聯合出版了《海原活動斷裂帶》。
海原地震歷次科學考察的實踐和經驗表明,防震減災有著巨大的現實需求。幾十年來,經過海原地震等國內多次重大地震災害,我國地震科技工作者學習借鑑國際國內先進的科技經驗,經過長期自主研發和艱苦攻關,逐步掌握了地震監測核心技術,「八五」研製成功了數位化地震觀測系統,「九五」完成了「中國地殼運動觀測網絡系統」,推廣利用了數位化地震觀測儀器,「十五」完成了全國地震觀測臺網的數位化改造,建成了中國數字地震觀測網絡系統,實現了對臺站地震觀測儀器遠程設置、維護和監控的自動化,臺網技術達到國際先進水平,「十二五」以來完成了中國地震背景場探測項目、大陸構造環境監測網絡項目等。期間,地震災害防禦、地震應急救援等領域的科技創新和工作實踐,也取得了豐碩的成果。但由於地震孕育發生機理和成災演化過程極為複雜,尤其是強震和巨大地震,而地下震源的不可入性也限制了更為直接的觀測,增加了對上述物理過程的認知難度。海原大地震發生百年之後的今天,人類與大震巨災的博弈仍在進行中,地震科學研究與探索仍需要全社會的支持與包容。
2020年是海原地震100周年。100年來,海原的滄桑巨變留下了地震科技工作者艱辛探索地震科學的烙印,地震科學的研究取得了重要進展。
當前,中國特色社會主義進入新時代,以習近平同志為核心的黨中央高度重視科技創新和防災減災救災工作。習近平總書記在向汶川地震十周年國際研討會的致信中強調,人類對自然規律的認知沒有止境,防災減災、抗災救災是人類生存發展的永恆課題。科學認識致災規律,有效減輕災害風險,實現人與自然和諧共處,需要國際社會共同努力。地震部門堅決貫徹落實習近平總書記關於防災減災救災和提高自然災害防治能力以及科技創新重要論述精神,著力加強地震科學研究,積極推進地震科學實驗場建設,取得了一系列創新性成果。地震預測與危險性分析、地震監測預警等關鍵技術取得新進展,人工智慧地震監測技術對傳統方式的替代實驗,成功應用於地震速報工作,自主發展主動源探測新技術、多種異常信息提取新方法,為提高地震觀測能力提供關鍵技術支撐。通過這些工作,我們進一步深化了對地震災害的科學認識,有效提升了抵禦地震災害風險的能力。
下一步,地震部門將堅持科技興局,不斷加強地震科學研究,增強防震減災的自主創新能力。特別是加快建設中國地震科學實驗場,著力將其打造成為集野外觀測、數值模擬、科學驗證及科技成果轉化應用為一體,具有中國特色、世界一流的地震科學實驗場,通過科學研究,產出一批地震孕育發生和地震風險評估相關的科學模型及應用示範,進一步深化對地震孕育發生規律和成災機理的科學認識,推動防震減災工作更好地服務於經濟社會發展。
來源:中國地震局網站