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四川泸定地震是 “大旱之后有大震” 的应验吗?

9月5日12时52分,四川省甘孜州泸定县发生6.8级地震 | 图源:央视视频截图

 

导  读
 

最近发生的四川泸定地震引发了全国关注。地震是否有迹可循?“旱震理论” 靠谱吗?该如何避险才能最小化地震带来的危害?近年来,我国地震预报研究都有什么进展?就这些问题,《知识分子》访谈了相关专家。


访谈、撰文 | 张天祁

责编 | 钱炜

 

9月5日12时52分,四川省甘孜州泸定县(北纬29.6度,东经102.1度)发生6.8级地震,震源深度16公里。据四川省人民政府、四川省应急管理局、四川省地震局于9月6日16时联合召开的新闻发布会,此次地震已造成66人遇难,其中甘孜州38人,雅安市28人。另有15人失联。

另据中科院官方微博 “中科院之声” 9月6日通报,震中附近的成都山地灾害与环境研究所贡嘎山高山生态系统观测试验站受损严重,中国科学院大学2021级一名刘姓硕士研究生在地震中不幸遇难,另有3名人员受伤。此次地震的震中在泸定县磨西镇,当地总人口0.69万人,地处鲜水河断裂带磨西段。鲜水河断裂带是我国青藏高原东部的一条大型左旋走滑断裂,南与安宁河断裂在康定一带相接,北与甘孜—玉树断裂相接,是我国动力作用环境和地壳运动变形最强烈的断裂带之一。中国地震台网中心表示,这次地震初步震源机制解为走滑型断裂。
图1 广义的鲜水河断裂带空间展布图 | 图源[15]


国家自然灾害防治研究院首任院长、二级研究员徐锡伟向《知识分子》解释说,导致这次地震的原因是活动断层的水平错动。活动断层是指12万年以来有过活动的断层,也是地震的根源,断层错动可直接引发地震。这次地震中,左侧的断层向下运动,右侧的断层向上运动,出现的是一种逆时针的错动,因此叫左旋错动。

这里发生地震并不出乎预料,学者已经多次提醒鲜水河断裂带有强震的风险。1700年以来,鲜水河断裂带发生发生6.0级地震26次。最近117年,鲜水河断裂带发生6.0级以上地震12次,在此次地震之前,离我们最近的一次是1981年道孚县发生6.9级地震。徐锡伟在2017年的研究中,曾经划定了多个高震级地震危险区,这次泸定6.8级地震就位于其中的石棉-东川危险区(A7)北端部。

这次地震之后,震区近期会不会再次发生强震,余震会在哪里发生是很多人担心的问题。四川省地震局表示,这次地震近期原震区发生更大地震的可能性不大,余震活动仍将持续一段时间。

关于余震发生的范围,中国地质科学院力学所高级工程师姚鑫解释说,余震的规律比较好预测,它是线性的,在震中附近沿着断裂带传播。从现在地震局初步给出的数据来看,这次地震的余震分布沿着摩西沟到石棉一线,不会向两侧扩散。余震的时间范围,姚鑫解释说,一般而言,震后七天之内最为密集,一个月之后余震会少很多。

至于震区会不会短时间内再次发生强震,姚鑫估计,根据以往的统计规律,这次地震后未来至少十几年内,鲜水河断裂带北到康定南到石棉这一段发生强震的可能性非常小。

不过,姚鑫认为,鲜水河断裂带的强震有明显的向南迁移特征。鲜水河断裂带在空间上由一系列次级断裂组成,过去几次强震分别由北往南发生在侏倭、炉霍、道孚,这次发生地震的磨西断裂位于鲜水河断裂最南端,也印证了这一规律。据他估计,强震如果还是向南迁移就可能离开鲜水河断裂带,未来需关注则木河-安宁河断裂带可能发生地震的风险。

 

1、要防哪些次生灾害

地震之后,除了余震的可能性,次生灾害的风险也需要密切注意。尤其是这次地震的震区处在地质条件脆弱的断裂带上,出现次生地质灾害的可能性比较大。

根据成都理工大学地灾防治与地质环境保护国家重点实验室预测,此次地震导致的地质灾害类型可能主要以高位崩塌滑坡为主,局部可能出现少量大规模深层滑坡。震区部分流域有发生滑坡堵江-堰塞湖的可能性,需密切关注溃决洪水风险。

图2 地震发生后,山体滑坡阻断了泸定县得妥镇通往外界的道路,数百名群众被困 | 图源:央视视频截图


徐锡伟解释说,鲜水河断裂带发育在青藏高原东缘,青藏高原的强烈隆升形成了贡嘎山。强烈隆升形成了高山峡谷的陡峭地形。这次地震震中的磨西台地就坐落于贡嘎山东坡,是全球海拔高差最大的区域之一,地质情况不稳定。

《知识分子》联系姚鑫的时候,他正在前往震区的路上。姚鑫表示,这次去震区的任务之一,就是了解地质灾害如何发生,以什么形式发生,为以后的预防做准备。此外,他们还要讨论如何处理这次地震导致的次生灾害,据估计,这次地震很可能形成堰塞湖。

本次地震的震区,历史上形成过多座堰塞湖,堰塞湖溃堤的悲剧也多次发生。汶川地震后,唐家山堰塞湖专家组结合历史文献和水文推算发现,1786年四川康定南发生7.5级地震,大渡河沿岸泸定、汉源等地发生巨大山崩,堵塞大渡河断流10日,溃堤后影响了10万居民。

现在震区也对堰塞湖作积极防备。9月5日,据甘孜州水利局19时15分报告,大渡河一级支流湾东河已经出现断流,断流原因不明,相关部门已紧急通知甘孜、雅安提前转移下游受威胁区域居民。

徐锡伟推测,断流有可能是上游堵塞形成的,可能形成堰塞湖。至于危险程度,具体还要看堰塞坝体是什么样的状况。如果坝体能够漏水,就意味着堰塞湖不会突然垮塌,反而是好事。

他还提到,降雨尤其是暴雨也是非常值得警惕的因素。暴雨和地震叠加产生的复合灾害,可能造成更严重的滑坡、崩塌、泥石流。特别地震后地表的基岩松散,在暴雨冲刷的条件下,很容易发生严重的泥石流。2008年 “5·12” 汶川地震后,就有类似情况。当年9月24日,暴雨就在北川引发了泥石流,造成42人死亡,几乎淤埋了整个老县城。

根据中央气象台的预报,这次泸定地震震区在9月7日至8日有明显降雨过程,雨量以中雨为主,局地大雨。对于地质条件脆弱的震区,尤其应该注意滑坡和泥石流风险。

这次震中所处的磨西台地,即使在地震之前也是一个地质灾害多发地区。在磨西地区,磨西沟旁河谷松散沉积物形成了几十甚至数百米的陡崖,这种地貌在地震的情况下很容易垮塌,造成地质灾害。

早在2005年8月中旬,磨西台地流域内连续强降雨,洪峰在台地边缘诱发大量崩塌、滑坡。磨西镇附近的海螺沟形成了百年一遇的特大泥石流,冲垮摩西沟所有的水电站和三段公路。

 

2、如何长期预防

作为地震和地质灾害多发的地区,尽管近期再发大震的可能性不大,但做好防震工作对当地居民依然很重要。

姚鑫表示,在鲜水河断裂带这样一个地震高发区,无论是做工程设施还是日常生活生产,首先要有防震理念。无论是居民盖房子,或者修一些简单的建筑,都需要考虑抗震结构。“这个地方发生地震只是早晚的事”,这种理念需要普及。

另外一点需要普及的是避灾知识。这包括两大部分。一是地震发生时怎么躲避,比如需尽可能向开阔地方逃生,如在建筑物内如何找到安全的避震地点,如何自我保护等。第二是躲避次生灾害。在山区,地震次生灾害的避害知识很重要。姚鑫说,汶川地震的经验是,建筑倒塌造成的遇难者是最多的,滑坡灾害造成的遇难者数量第二多。

总结起来,他说,第一时间要躲避建筑倒塌的灾害,第二时间就要考虑怎么避免滑坡。大震之后往往有余震,因此,要远离陡峭的山坡,在地震发生后及时转移到开阔地,不要着急去回家抢救财产。到开阔地后,要注意观察两侧高处山体的稳定性情况,一旦有开裂的、异常的声响,就意味着有可能出现滑坡灾害。

关于更普遍的防震措施,徐锡伟也给出了几点建议。首先,由于高山峡谷地区很容易发生崩塌滑坡,住宅或其他建设应该建在比较开阔的地方,这样可以避免地震之后的次生灾害。

其次,建筑和工程设施要避开发生地震的活动断层。断层会对地面建筑物、构筑物、房屋产生触动破坏,这些断层可以通过探测找到,只要修建建筑的时候避让十米或者几十米,就可以避免活动断层带来的触动毁坏。

在2011年的一次报告中,徐锡伟详细解释了地震造成破坏的原理。地震造成破坏的方式有两种,一种是通过震动造成破坏,这可以通过提高抗震设防标准与合理的抗震设防设计来避免。另外一种是断层在地震时产生的同震地表错动,这种错动无坚不摧,是必须避让的。

1996年日本阪神大地震后,地震遗址保存馆的统计显示,灾害最严重的发生地,死亡30人以上、房屋倒塌30%以上的地区,都在这条发生同震错动的断层两侧三公里的范围内,而其他地方受害相对轻。

图3 阪神大地震的统计资料

 

这说明抗震设防达到一定标准以后,地震的破坏主要沿着同震错动的断裂带呈线状分布。汶川地震受害严重的北川、映秀选址就在断层上,断层穿城而过,在地震时造成了严重破坏。

徐锡伟一直呼吁国家出台活动断层避让的相关强制标准,因为这是减轻地震灾害的有效方法之一。作为 “中国数字地震观测网络工程” 一个重要组成部分,中国地震局2000年提出了 “大城市活动断层探测与地震危险性评价” 项目,于2004年6月正式实施。以经济发达地区、人口密集地区、高烈度地区(地震基本裂度Ⅶ度以上)、发现存在活动断层迹象和存在发生破坏性地震危险等条件选定21个城市,探测断裂130多条,详细探测和评价断裂58条,确定活动断裂26条。

通过活动断层探测收集的定量参数,可以用来评估未来发生地震的震极大小。在此基础上结合其他的观测手段,能够对活动断层哪个段落最容易发生地震进行科学评估。

徐锡伟表示,这些工作不仅对现在的地震预防有帮助,也是进一步探索地震预报可能性的一条路。比如构建活动断层的三维模型,就可为解释今后预报中可能观测到的物理现象服务。

 

3、预测之难

今年南方出现了长江全流域、长时间的大旱,长江中下游的旱情甚至到现在也没有得到有效缓解。加上刚刚发生的四川泸定6.8级地震,“大旱之后有大震” 的 “旱震理论” 又开始流行,几乎每个社交媒体平台上都能看到这个说法。

“旱震理论” 已经不是第一次成为热门话题。据《北京日报》报道,2011年,就有多名网友传播所谓 “地震云” 的图片,并认为干旱是大地震的前兆,但那一年国内并没有大地震。时任中国地震台网中心地震预报部副主任张永仙表示,利用干旱和气候异常预测地震,虚报率很高,因此很难用于震前预测。

美国地质调查局(USGS)明确表示,现在尚不可能准确预测(predict)地震,现在美国地质勘探局的科学家只能计算特定地区在一定年限内发生重大地震的概率。

预测地震要求给出地震的日期时间、位置、震级三要素,目前还没有科学家能够做到。一些自称成功的预测往往过于笼统,比如,有人声称,30天内美国西海岸会发生强震。“旱震理论” 也有类似的问题,提出这个假说的论文里预测,6级及以上地震的震中区,震前一到三年半往往是干旱区,时间跨度非常大。

至于媒体上流行的各种 “地震前兆” 比如出现多次小地震、当地水中的氡含量增加、动物的异常行为之类,大多数情况下出现这些 “前兆” 后都没有地震,不适合作为预测地震的手段。

同样,天气也不能作为预测地震的指标。美国地质调查局统计显示,在炎热天气、寒冷天气、阴雨天气等情况下,发生地震的几率大致相同。

徐锡伟也表示,地震的短临预报和中长期预报不同。短临预报,分别指的是对3个月内和10日内将要发生地震的时间、地点、震级的短期预报与临震预报。在目前的条件下,短临预报仍然是一个世界难题。旱震假说或者其他假说,都缺乏科学依据,没有科学性。
”我们对发生地震的机理,发生地震的过程还缺乏必要的、深入的了解。过去的预报实际上是经验预报,我们不知道预报里有什么物理含义。” 徐锡伟说。

实际上,鲜水河断裂带是我国历来重视、且监测力量投入比较大的一个地方。国内多家机构的一些科研项目都聚焦于此,但都还处于研究阶段。

徐锡伟回忆说,这次发生地震前,震区就有一个研究项目,通过密集的台阵观测,发现了一个20×20公里的一个障碍体,也就是断层上能量和应力积累、集中的地方。项目报告里也提到了这个发现,可说是捕捉到了地震孕育的一些蛛丝马迹。但是地震究竟会什么时候发生?目前的科学认识还没达到这个程度。

“不像天气预报理论、原理和观测手段都已经比较成熟。现在对地震预报的认识还比较肤浅,观测手段,甚至观测目标物都没解决。哪些现象是地震发生过程必然出现的,参数到达什么阈值才能发生地震,都不知道。这种条件下预报地震还是很难。” 徐锡伟说。针对种种 “假说”,他指出,地震监测预报应该回归到科学层面的探索上来。正因为是地震预报是难题,才要坐冷板凳潜心研究如何解决。不去做长期的监测、研究与分析,做不了预报。 

 

参考文献:

1.https://www.163.com/dy/article/HGJUABN80514FGV8.html

2.http://m.stdaily.com/index/kejixinwen/202209/957461fd70b64298824adccd85e28a2e.shtml

3.https://www.163.com/dy/article/HGH034E1051492T3.html

4.http://news.cnwest.com/tianxia/a/2022/09/06/20886761.html

5.https://www.chinanews.com.cn/gn/news/2008/06-06/1274718.shtml

6.http://www.ce.cn/xwzx/gnsz/gdxw/202209/06/t20220906_38087014.shtml

7.http://data.igg-journals.cn/dzdqs-data/jeg/2008/6/PDF/28345.pdf

8.http://news.weather.com.cn/2022/09/3560260.shtml

9.http://www.gcdz.org/cn/article/id/8461

10.http://www.hydropower.org.cn/showNewsDetail.asp?nsId=4543

11.http://tech.sina.com.cn/d/2011-06-01/16465599461.shtml

12.https://www.sohu.com/a/579999622_260616

13.https://www.usgs.gov/faqs/can-you-predict-earthquakes#:~:text=No.,time%20in%20the%20foreseeable%20future.

14.https://www.usgs.gov/faqs/there-earthquake-weather?qt-news_science_products=0#qt-news_science_products

15.熊探宇, 姚鑫, & 张永双. (2010). 鲜水河断裂带全新世活动性研究进展综述. 地质力学学报, 16(2), 176-188.

 



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