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陳運泰院士:汶川地震何以如此嚴重

admin 2008-06-27 來源:景觀中國網
  汶川地震是繼唐山地震以來,我國境內發生的損失最為嚴重的地震。一個多月以來,圍繞這場地震的問題一直沒有停止過。“為什么會發生這樣的地震?”“為什么震級如此之大?”“為什么會造成這么大的損失?”

  汶川地震是繼唐山地震以來,我國境內發生的損失最為嚴重的地震。一個多月以來,圍繞這場地震的問題一直沒有停止過。“為什么會發生這樣的地震?”“為什么震級如此之大?”“為什么會造成這么大的損失?”
 
  6月26日,在中科院第十四次院士大會上的學術報告會上,中國科學院院士、地球物理學家陳運泰根據地震學資料分析,對上述問題進行了科學解答。
 
  一場醞釀了上千年的地震
 
  汶川大地震發生的地點,是我國地質學家、地震學家都非常熟悉的川滇菱形塊體的東北面。受印度板塊與歐亞大陸板塊的相互作用,西南地區是我國構造活動強烈的地區之一。印度板塊以每年40毫米的速率,朝北偏東方向與歐亞板塊相互碰撞擠壓,造成了青藏高原的隆升。而對其地殼內物質的流向,多年來地質學家研究認為,殼內物質被迫改變方向轉向東流,在堅硬的四川盆地地殼處受到阻擋,形成了北偏東走向的龍門山斷裂帶。
 
  作為青藏高原和四川盆地交接部位的龍門山斷裂帶,是一條從北偏西向南偏東方向逆沖斷裂帶,其逆沖運動的速率約為每年20毫米。但位于龍門山東面的華南塊體,沒有能夠完全調整龍門山斷裂帶的逆沖運動,其運動速率只有每年10~15毫米。這中間沒有得到調整的5~10毫米,在龍門山斷裂帶中的巖石內逐漸積累起來,使得龍門山斷裂帶成為最具地震危險的地帶。
 
  然而,從歷史上看,這個最為危險的地帶,與其他周圍斷裂帶相比,似乎在地震記錄上并沒有表現得最為危險。周圍其他斷裂帶都發生過7級以上的地震,如1933年8月25日茂縣—汶川7.5級地震,1976年8月16日與8月23日接連發生的松潘—平武7.2級地震等。龍門山斷裂帶的地震活動在歷史上只處在中等水平,歷史記錄上從未出現過7級以上的地震。
 
  1970年2月在龍門山斷裂帶上發生了6.2級的地震,陳運泰在震后到達該地區,并在當地留守、監測達半年之久。他說:“我對這個地區非常熟悉。從這個地區危險程度與它的歷史表現的反差中,可以說明一個問題,那就是這個斷裂帶在幾百年甚至上千年中,一直在積蓄能量,醞釀一場大地震,這就是‘5·12’的汶川地震。”
 
  震源淺、破裂過程復雜
 
  根據對龍門山斷裂帶近年來發生的小地震用“雙差定位法”精確重新定位的結果顯示,龍門山斷裂帶是一條長達470公里、寬100公里的地震帶,地震震源的深度在30公里以內。2008年5月12日汶川大地震便是發生在這條斷層的長約350公里的地段上的大規模的破裂。
 
  汶川地震除了震級大外,此次地震的震源深度與破裂過程也是造成如此大災害的原因。汶川地震的震源深度達15公里,但斷層的傾斜角只有39度,于是就從這個350公里長、40公里寬的斷層上一直貫穿到地面。汶川地震中滑動量大于5米的斷層錯動,位于震中以南約20公里至震中東北約70公里的90公里范圍內,直達地面,造成了大規模的地表破裂。
 
  地震發生時,位于震中東北方向地區大范圍有震感,而向西南方向則震感范圍小。但從破壞程度看,位于西面的北川、映秀、汶川等地受到破壞的程度,卻遠遠大于東面的綿陽、成都等地。
 
  陳運泰說,此次汶川地震的破裂過程相當復雜。破裂過程開始于大約位于都江堰—映秀下方的震源位置,以不對稱雙側破裂的方式分別朝東北方向與西南方向傳播。其中朝東北方向強,破裂時間長達90秒,而向西南方向較弱,破裂時間只有60秒。致使表觀上表現為以朝東北方向的單側破裂。陳運泰說,從這一復雜的破裂過程中可以看出,地震的破裂過程并不順利,曾遇到某種阻力,為了“突破”阻力,所制造出來的大量高頻地震波,加大了地震的破壞力。
 
  那么,為什么西南邊受災程度比東北方向更為嚴重呢?陳運泰說,這就涉及到被證實的“上盤—下盤效應”理論。汶川地震的斷層傾角以39度向西北方向傾斜,致使位于西側的區域成為上盤,而東側成為下盤。按“上盤—下盤效應”理論,上盤震動的幅度比下盤震動的幅度大得多。1999年9月21日,我國臺灣集集大地震也發生過所謂的“上盤—下盤效應”。因此,位于震中西面的北川、映秀、汶川等地成為受災最嚴重的地方。
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