地震預(yù)測為什么這么難?
2022-05-13 16:20:00? ?來源:中國科學(xué)院測量與地球物理研究所 責任編輯:蔡麗潔 我來說兩句 |
地震學(xué)是研究地震震源性質(zhì),地震發(fā)生原因和機理,以及利用地震波來了解地下結(jié)構(gòu)的一門科學(xué)。地球自誕生之日起,就有了內(nèi)部運動。開始時(大約50億年前),地球在一團星云中逐漸聚集,收縮,變成了一個行星,此時的地球溫度很高,物質(zhì)由于密度的不同,出現(xiàn)了分異,密度小的上升,大的下降,就和我們看到的水中的泥沙和懸浮物上下分異一樣。經(jīng)過了漫長的分異和收縮,地球產(chǎn)生了不同的圈層構(gòu)造。 最外表的是一層較為脆性的固體,叫地殼,厚度為10-70多公里。目前的研究發(fā)現(xiàn),地殼不是一個完整的固體,而是有眾多的塊體拼合而成的。目前地球上主要有6大主要板塊組成,分別為歐亞板塊、印度洋板塊,北美板塊、南美板塊、太平洋板塊以及南極洲板塊,其中包含多個小的板塊。這些板塊之間存在著相對運動,板塊內(nèi)部變形相對較少,板間則存在著較大的運動,因此在這些板塊的交界帶上,就成了構(gòu)造性質(zhì)復(fù)雜,地震活躍的區(qū)域。地震就是由板塊之間的相互運動產(chǎn)生的。 地殼下面是地幔,厚度為2800km左右,直至2900km的深度,此層物質(zhì)主要由橄欖巖、鈣鈦礦、后鈣鈦礦等礦物組成,密度從3.3g/cm3增加到地幔底部的5.8 g/cm3左右??茖W(xué)家們通過地球動力學(xué)研究和地震學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)地幔可以在結(jié)構(gòu)上分成上地幔和下地幔,上地幔從地殼和地幔交界的Moho面開始,到660km深度的間斷面,該層地幔與地殼的關(guān)系相對密切,物質(zhì)成分在水平方向的組成上有較大差異。下地幔從660km向下,直至地核和地幔的交界處,此處的地幔物質(zhì)組成較為均勻,但是在核幔交界處出現(xiàn)相當復(fù)雜的結(jié)構(gòu),該區(qū)域被稱為D''層,由于該處為固體(地幔)和液體(外核)的交界帶,因此無論在水平方向上還是在垂直方向上都有很大的變化,是目前國際上地震學(xué)研究的熱點問題。 地幔部分有一個非常有意義的自然現(xiàn)象,就是地幔對流。地幔的物質(zhì)在漫長的地質(zhì)年代中,會出現(xiàn)類似水加熱對流的流動現(xiàn)象,盡管這種現(xiàn)象非常緩慢,每年才運動幾個厘米,但是這幾個厘米卻是造成地表板塊運動的根本動力。由于地幔對流的拖曳作用,如果把歐亞板塊視為靜止的話,目前印度板塊以每年5厘米左右的速度向歐亞板塊擠壓,這種擠壓作用自從6500萬年前就開始了。在那時,青藏高原區(qū)域還是多個比海平面高不了多少的幾個獨立的構(gòu)造塊體,這些塊體和印度板塊之間有特提斯海相隔。在印度板塊的持續(xù)擠壓下,特提斯海閉合,青藏高原內(nèi)部的幾個獨立塊體相互拼合,并且被抬升,形成了雄偉的青藏高原。中國古代偉大的科學(xué)家沈括在《夢溪筆談》里談到的在山上發(fā)現(xiàn)的貝殼,很可能就是古特提斯海生物留下的化石。滄海桑田,就是由這些地質(zhì)運動作用形成的。 在青藏高原形成的過程中,印度板塊和歐亞板塊不斷的擠壓和縮短,至今,印度板塊和歐亞板塊之間已經(jīng)縮短了2500km左右,這么巨大的縮短,必然帶來物質(zhì)的變化。一部分物質(zhì)被擠壓到了青藏高原的地殼下面,使得青藏高原的地殼非常厚,大部分地區(qū)在60km以上,有些區(qū)域(如羌塘塊體)高達70km以上,是目前地球上地殼最厚的區(qū)域。另一部分物質(zhì)在沿著青藏高原的邊緣逃逸掉了。我們知道,青藏高原周邊分布著幾個堅硬的盆地構(gòu)造,包括四川盆地、塔里木盆地和柴達木盆地。這些盆地地殼強度大,非常堅硬,物質(zhì)向從這些區(qū)域朝外逃逸相當困難,因此就在青藏高原和這些盆地之間形成了走滑的斷層,物質(zhì)就沿著這些斷層朝外逃逸了。 不過,盡管大部分物質(zhì)沿著斷層逃逸或者被擠壓到青藏高原下部,仍有一部分物質(zhì)在青藏高原和盆地之間積累起來,這些物質(zhì)的積累,就形成了一系列山脈,包括阿爾金山、昆侖山和龍門山。特別是在龍門山地區(qū),青藏高原的物質(zhì)主要沿龍門山兩端的幾個活斷層,如南部的咸水河-小江斷裂和北部的祁連山向外流出,在龍門山中間地區(qū)向外流動的可能性較小,就形成了青藏高原向四川盆地擠壓逆沖的構(gòu)造形態(tài)。這正是汶川地震發(fā)生的根本原因。 那么,既然我們了解了地震發(fā)生的基本構(gòu)造機理,為什么預(yù)測地震還那么難?這主要由以下幾點構(gòu)成:1.地質(zhì)的構(gòu)造機理涉及的時間尺度很大,通常幾萬年甚至幾十個百萬年,這對于目前的地震預(yù)報沒有太大的作用。2.盡管從長期上看地震的發(fā)生有規(guī)律,但是就某一個單一地震事件來說卻近乎是隨機的,因為我們很難判斷哪個時刻巖石無法承受應(yīng)力積累發(fā)生破裂。3. 地震發(fā)生的位置常常在地下10幾公里甚至幾十公里,在這個深度上,目前人類還無法直接了解其構(gòu)造狀況。目前世界上最深的鉆井也不過10km的樣子,何況只有一個孔。4. 地震的破裂過程是不確定的,有可能本來要發(fā)生一個大地震的,可由于某種未知的原因,突然終止,只產(chǎn)生一個很小的地震;也有可能本來沒有大地震的,結(jié)果在觸發(fā)作用下,產(chǎn)生了大地震。正是由于這么多不確定的因素,目前人類對于地震的短期和臨震預(yù)報還處于摸索階段,主要依靠統(tǒng)計學(xué)方法和監(jiān)測前兆等手段來進行。然而統(tǒng)計學(xué)的本質(zhì)就是不確定的,對于大量樣本可能有一個很好的規(guī)律,對于單一事件則是一個概率數(shù)字。前兆手段雖然有一定的意義,但是造成前兆異常的因素太多太多,主要還是地表活動造成的。更不靠譜的還有生物的異?;顒樱腥苏f此次地震之前有很多蛤蟆上街,這種現(xiàn)象可能和地震有關(guān),但是沒有本質(zhì)的聯(lián)系,不然,為什么隨后在深圳發(fā)生的蛤蟆過街怎么沒有地震的發(fā)生?如果光靠生物異常來預(yù)測地震,那天天都有地震了。 總之,地震預(yù)測研究是一個非常困難的工作,它涉及到地球動力學(xué)、斷裂力學(xué)、構(gòu)造學(xué)、孔隙介質(zhì)、地球化學(xué)、流體力學(xué)、電磁場等多學(xué)科,是一個龐大的系統(tǒng)工程。目前全世界都處于起步階段,就這點而言,中國的水平還是比較高的,因為世界上公認的一次成功的預(yù)報,就是中國的海城地震。 |
相關(guān)閱讀:
打印 | 收藏 | 發(fā)給好友 【字號 大 中 小】 |
信息網(wǎng)絡(luò)傳播視聽節(jié)目許可(互聯(lián)網(wǎng)視聽節(jié)目服務(wù)/移動互聯(lián)網(wǎng)視聽節(jié)目服務(wù))證號:1310572 廣播電視節(jié)目制作經(jīng)營許可證(閩)字第085號
網(wǎng)絡(luò)出版服務(wù)許可證 (署)網(wǎng)出證(閩)字第018號 增值電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可證 閩B2-20100029 互聯(lián)網(wǎng)藥品信息服務(wù)(閩)-經(jīng)營性-2015-0001
福建日報報業(yè)集團擁有東南網(wǎng)采編人員所創(chuàng)作作品之版權(quán),未經(jīng)報業(yè)集團書面授權(quán),不得轉(zhuǎn)載、摘編或以其他方式使用和傳播
職業(yè)道德監(jiān)督、違法和不良信息舉報電話:0591-87095403(工作日9:00-12:00、15:00-18:00) 舉報郵箱:jubao@fjsen.com 福建省新聞道德委舉報電話:0591-87275327