大地震的杀手锏

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  临震预报可以做到,我们仍需百倍努力。灾后重建,找出强震发生断层是关键。
  
  虽然美丽的九寨沟就是很多年前地震引发山体滑坡而形成的堰塞湖,但对于老百姓来说,地震更多地意味着一场场突如其来的灾难,在顷刻间吞噬我们的亲人甚至生活的所有。对于地震工作者来说,地震更是一个变幻多端的魔鬼,一代又一代的研究者倾其全力,仍不能确定它的来期。在地震研究这条路上,世界各国的科学家们为着一个共同的目标,走了很久,走得很艰难。
  “地震预报的目的,是在地震发生之前,提前告诉人们破坏性地震即将来临,使人们有时间采取措施,避免生命、财产的损失。强震发生断层的发现,却从地震构造的角度提前做好了抗震措施,达到一劳永逸的抗震减灾目的。”这是中国地震局地质研究所李玶院士在2006年的一次国际论坛上所宣读的论文。汶川地震前,他正在福建晋江市做关于地震的报告,报告会上,他主动请缨,希望能尽自己的力量,为晋江找出强震发生断层所在。
  今年85岁的李玶院士大学毕业后就从事大地构造和地震地质构造的研究,他跑遍了大半个中国,对国内发生的大大小小地震的区域和活断层进行考察。他的办公室坐落在北京健德门桥旁边的一幢九层楼里,透过窗户,可以看到许多高楼大厦。有段时间看着这些建筑,他忧心忡忡:一旦发生大震,北京怎么办?然而当他发现强震发生断层的存在,尤其知道怎样找到它们时,他悟解了:只要建筑物下面没有强震发生断层的存在,只要是按国家标准设计和建造的,只要没有偷工减料,它们就是安全的,里面的人也是安全的。
  
  预报的希望
  
  有文章说这次地震表示龙门山断裂带复活了。您怎么看这一区域的地质状况?
  龙门山断层一直都在活动,不能说它复活了。这一区域有鲜水河断层、龙门山断层和安定河断层,它们形成一个“Y”字,在石棉和泸定间相交。这一带的断层都是可能发生强地震的断裂带。欧亚板块、印度板块和太平洋板块在这里相互挤压。鲜水河断层的昆仑山口西2001年11月14日发生了8.1级地震,就是印度板块和欧亚板块挤压的结果。而这次四川地震是印度板块和欧亚板块挤压,又受到太平洋板块阻挡的结果。
  
  关于像四川地震这样的大地震能否被预报,一直都有很多的争论。在您看来,这样的大地震是否可能被预报?
  中长期预报已经被普遍认为是可以做到的。难的是临震预报,关于这一点,争论很大。过去有很多学者做过很多预报的努力,美国和日本也倾国家力量,投入巨额资金、让主要的顶尖科学家去预报,但这些尝试都以失败告终。于是就产生了一种悲观情绪,认为强地震是不能被预报的。这样的学者在世界各地都大有人在。在一次专业会议上,我说地震的成功预报是有希望的,一位同志脱口而出“吹牛”。地震不可预报的看法在一些人心里已经根深蒂固了。他们的悲观不是没有道理,因为地震的影响因素很多,如地壳的压力,地球旋转的速度,该地区地壳的厚度,太阳和月亮的作用等等。
  但也有人因为它带来的灾难太过巨大而坚持去做预报的努力,而且有几项也取得了很好的成果,目前谐振、共振波,卫星热红外长波和次声波等六种方法都能为大地震的成功预报提供可贵的信息。我国的地震预报虽然失败了很多,但也成功过不少。最明显的例子,我们准确预报了1975年发生在海城的7.3级地震。还有1990年亚运会期间发生在北京的4.0级地震,当时外国代表们都认为中国很厉害,连地震也可以预报到。成功预报非常困难,所以无论从哪方面看,这些经验都值得我们总结。
  现在回顾这次地震,几种“土”方法里都发现了苗头。如地电在唐山时有反应,这次也有反应,十分明显,一对研究地电的夫妇为“明天是否有地震”而激烈争吵过。还有很多可贵的迹象,比如地声测出来了,地应力也测出来了,但这些都来自不同的渠道。事关重大,而且大地震的次数很少,没有成熟的经验可以借鉴,没有人敢确定什么。但这些却告诉我们一个信息,如果我们把所有这些综合起来,就会有一个比较科学的判断。
  1976年唐山地震后,一位日本地震学家说过这样一句话来形容地震的预报水平,他说,“我们(世界)的地震预报水平就是以中国的地震预报水平为代表的,海城地震预报到了,唐山地震没有预报到,就是这个水平。”也就是说,预报到了不是绝对地把握,没预报到也不要绝望,还有希望。虽然非常困难,但地震的预报是可以做到的。就像温总理所说的,只要有一线希望,就要尽百倍努力。我认为,在这个问题上,预报的希望和成功的曙光已经露出来了,我们仍需百倍努力。
  有人5月9日拍到山东临沂出现的地震云,5月10日在四川绵竹等地出现了大量的蛤蟆迁移,这些是否是被忽略了的地震前兆?
  仅是蛤蟆迁移不足以说明什么。类似的事情几年前在西昌也发生过,很大的鱼跳到船上来,人们很紧张,很多人急于逃离,甚至有人被踩死。地震局从全国各地调用许多流动台到那里集中观测,后来地震并没有发生。但假使不仅有很多蛤蟆过街,还有老鼠搬家,狗上树等,类似信息多了,就应该引起注意。美国以前认为动物异常是荒谬的,现在他们专门养了一些动物,将其作为科学研究的一部分来观测。
  对于老百姓来说,面临突如其来的大地震时,应该怎么做才能增加活下来的可能?
  我眼睛看不到,这段时间一直在听电视。我听一个被救出来的女孩子说,震了五分钟,她很害怕。我感到很吃惊。几分钟的时间很宝贵,学生们竟然没有采取措施。对群众的地震知识普及应该迅速进行。印尼海啸中有一个女孩发现海水大退,她就判断出要发生海啸,一边跑一边喊,救了很多人,因为她在学校接受过类似的知识。我们有气象预报,有时候报对有时候也报错,但我们已经习惯了。地震也应该预报,让群众习惯地震知识,这样一旦地震发生,他们可以有所判断,抓住逃生的机会。
  我国目前没有抗震能力的建筑还有很多。当大地震发生的时候,地先是在断层上上下跳,紧接着沿垂直断层的方向摇摆。建筑物耐上下跳的能力很强,但承受摇摆的能力很弱,只有前者的几十分之一。在地震发生后我们还是要跑,所以尽量住在低层,跑的时候比较快。地震来临后到房子倒塌还有两三分钟时间,来得及跑出去。但跑的时候要尽可能地快,因为我国有些楼梯洞没有用钢筋固定,这种楼梯洞非常危险,可能会塌下来。
  还有,一定不能从窗户往下跳。跳下去会赶上房子倒下来,正好被压在下面。而且跳的时候很可能受伤,爬不动,上面再有东西掉下来,很危险。我们需要知道,一般建筑物倒下来会覆盖它高度的2/3,如果房子有30米高,向两边倒下来会覆盖20米左右。
  一般情况下,地震发生的时候门会错位,从长方形变成平行四边形,许多人都 因为跑不出去而死在门后。万一跑不了,我们可以把桌子和柜子靠拢,唐山地震中很多幸存者,都是躲在桌子和柜子的空隙里面活下来的。
  
  找出强震发生断层是灾后重建的关键我们看到的集集地震的照片里,同一座公路桥,有的地方坍塌了,有的地方完好无损,相邻的两幢楼,一幢塌了,一幢完好,这是为什么?
  人们对活断层很熟悉,认为有活断层的地方都可能会有地震,实际上,不是所有的活断层都会发生5-6级以上的破坏性地震,只有其中的极少数在未来数十年、数百年、甚至上千年内可能会发生破坏性地震,这些就是强震发生断层。一个地区有十几条活断层,但会发生大地震的可能只有一条。强震发生断层不是一条线,它有一定的深度、长度和宽度,深度切穿了地壳,长有几百公里,厚从几米、几十米到几百米。汶川这一带有可能都在强震发生断层上。
  恐怕到现在为止,还有很多人认为,震源是一个点,地震波就此波浪似向外辐射出去,随距离而衰减。其实不是这样,震源不是一个点,而是一个有长度、深度和厚度的板面体,也就是强震发生断层。地震波在断层上增高,离开断层后就锐减。1999年台湾的集集地震就是一个很好的模型,我们的科学家应该仔细研究。那次地震7.3级,死亡两千多人,强震发生断层上的建筑荡然无存,死亡的两千多人也主要在强震发生断层上,但强震发生断层范围外的建筑只要符合一定抗震标准的,只是受到了较轻微的破坏。断层内外,界线分得很清楚,如同刀切。记录地震的许多照片都说明了这个问题。
  这次四川地震,绵阳距汶川一百多公里,北川距汶川也是一百多公里,但北川的灾情远远重于绵阳,就是因为北川大部分位于强震发生断层,而绵阳离得稍远一点,差别就很大。我没有看到现场,这些都是从电视照片里分析得出的。
  目前我国的活断层分布大致比较清楚,但具体的强震发生断层有哪些及它们的位置尚不清楚。每个活断层可能有100公里宽,但其中可能会发生强震的强震发生断层一般只有一两百米宽,有的只有几米,海源地震中最宽的也才3公里。唐山地震后有人调查得出,强震发生断层约100米宽,5公里长。这次四川地震,我推断强震发生断层大约有几十米宽,不会超过一百米,但很长。所以,我们需要更为精确地找出相对于活断层来说“窄”一些的强震发生断层。找出它们不难,我们现在的科学技术完全可以做到。
  
  《中华人民共和国防震减灾法》明确规定,新建、扩建、改建建设工程必须达到抗震设防标准,必须按照国家颁布的地震烈度区划图或地震动参数区划图规定的要求进行。强震发生断层的存在,对我们的建筑物设计和施工提出了哪些特殊要求?
  假使我们的建筑物没有建在强震发生断层上,建筑是8度或9度抗震施工的,施工中也没有偷工减料,那么我们的建筑就没有问题。这次四川地震中就有很好的例子。旁边的小学倒了,但五所希望小学都没有倒。
  唐山地震中,建筑物之所以大部分被摧毁,主要因为旧建筑物基本上没有抗震能力,新建筑物也顶多只有抗御7度的能力,而当时实际遭受的地震烈度却达9-10度,所以根本无法不垮。
  目前在我国,中国地震局2001年颁发的《中国地震动参数区划图》作为国家标准规范强制执行,所有的建筑都要以这个图上的参数为标准。比如,北京市及其邻近的几个县都划在0.2g,就要求这个范围的建筑设计与施工必须按0.2g设计。但现在我们知道北京有几条活动断裂带存在,而且断裂带内有强震发生断层的存在,那么对强震发生断层上的建筑,0.2g的标准是定低了,对于之外的部分,0.2g的标准又定高了。0.2g可以换算为8度,日本通常是6度,6度和8度的区别,建筑投资上要增加5%,也有说法是增加10%。
  唐山震后重建中全部采用了8度设计,这对强震发生断层范围以外的地方,抗震设计足够了,但在强震发生断层范围内,由于它的增震作用,这样的设计就无济于事。假如再次发生大地震,强震发生断层上的建筑物依然会荡然无存。当然,一次强震后若再次发生强震,需要数百年的时间,才有可能聚集起如此巨大的地应力,一般来说强震不会在短期内重复发生,但从长远看这种情况仍应考虑。
  
  在一个区域,我们找到强震发生断层之后,政府可以采取哪些措施来抗震?
  如果强震发生断层找到了,我们就可以采取一些措施,方法有很多。在进行城乡规划、建设新的建筑物时,先查清楚这一地区有没有强震发生断层,如果有,需要进一步查清它们的分布范围,能避开的要避开,实在避不开,可以采用日本和美国的办法,日本早期建筑都是火柴盒状、木质的低层建筑,后来为了怕着火,用钢筋混凝土做成碉堡状,美国不用木头和钢筋混凝土,用化学产品,把建筑做得很轻也很扎实。无论木头、化学产品还是钢筋混凝土,目的只有一个,保证房子“坏而不倒”,最多只是变形,但不会垮塌,以此保证人的安全。地震很难预报,所以美国和日本尽量把建筑做得足够结实。
  位置不处在强震发生断层范围内的地方,要对已有的建筑物进行抗震能力测试,查清楚它们有没有抗御7度破坏的能力,如果没有,需要加固。房子“坏而不倒”是保命的重要原则。
  而对于广大的贫困地区,绝大多数民房难以抗御7度的破坏,可以根据经济情况,因地制宜,推行使用抗震床,以保全生命。
  
  地震已经过去,次生灾害我们正在面对。有说法称这次地震至少会让当地的经济倒退二十年。您曾在四川工作多年,怎么看当地的灾后经济发展?
  这一点我很乐观。我们国家现在有资金,有劳动力,有建材,还有好的领导,所面临的状况比唐山地震后好很多,恐怕连五年也用不了,当地的经济就能够恢复过来。
  编后:到目前为止,在我国范围内,寻找强震发生断层的工作还没有展开。在国家专利局的提醒下,关于如何寻找强震发生断层,李玶院士申请的专利已在受理中,这是我国专利局第一次受理这样的专利。如果真如李玶院士所说,找出地震发生断层,或者避开它,或者加固上面的房子,我们就可以“一劳永逸”地战胜地震,这样的结果应该是每个人都期待的。而从一项专利或理论到真正地运用于实践,最终成为现实,还有一段路要走。这次的地震坚定了李玶院士对此的信念。
  李玶院士的眼睛几年前做了三个半小时的白内障手术后,眼球被破坏了,他看地图时都要贴到眼前,家里的电视是超大屏幕的,他通过那台电视,通过老伴的转述,关注着这次地震的消息。虽然没看到现场,但那里的山谷、断裂带、滑坡等都清晰地印在他的心里。眼睛没坏之前,他是经常到野外跑的。而其实,就在四川地震前,他还去福建晋江作报告,之后又去了南京,他还是爱“跑”。他向他遇到的每一级政府建议,希望找出强震发生断 层。他说,等过些时,要和老伴一起去那里看看,“很多问题,一看就知道了”。他的老伴杨美娥已经77岁了,也是一位地震专家。
  强震发生断层之外,李玶还是一位精深的三峡研究专家。在早年时期,他就进行了长江三峡库区地壳稳定性和地震危险性的研究,为当年三峡的建设提供了专业参考。大亚湾核电站等重大项目的地质分析也都是他做的。
  去采访李砰的路上和回来的路上,我注意到了路边紧急避难场所的牌子,平常的时候它们是不引人关注的,而在灾难中,它们却象征着生还的希望。四川地震中,一个个鲜活的生命就此消失,一张张满是泪水的脸透过屏幕湿润了更多人的眼睛,还有无数颗因痛苦而碎裂的心。房子可以倒,但信念不可以倒。秉持着这个信念,地震工作者更显责任重大。
  
  链接
  
  美国地震专家认为短期临震预报是世界性难题
  美国地质勘探局地震学家露西尔·琼斯在接受新华网记者采访时说,对地震的精确预测,不仅要预报出准确的时间和地点,还应该预测出震级,目前世界上还没有这样的技术。
  琼斯说,历史上迄今最准确的一次强震临震预报是1975年中国辽宁海城地震。但第二年发生的唐山大地震说明,海城地震预报的成功经验仍缺乏理论依据。当年《美国地震协会公告》曾评价说,“海城地震的预测,是结合了经验主分析、直觉判断和好运气,这是预测地震的一次尝试”。
  琼斯研究龙门山断裂带已25年。琼斯说,龙门山断裂带是中国西部断层系统中的一部分,在地质历史上,它的形成是由于印度板块向欧亚板块不断俯冲积压,青藏高原抬升,隆起的部分向东移动挤压。与附近的其他断裂带相比,长度要小很多,但长期的挤压隆升使它的纵深深度较大。断层间的接触面足以蓄积足够的应力产生地震。
  琼斯说,龙门山断裂带是一个非常重要的断层带,“它被认为是中国境内最危险的断裂措之一”。而且龙门山断层带属于活跃断层,以每年若干毫米的速度在移动,研究记录显示它近年来每年移动15毫米。从地质学上来讲,每年15毫米已经算是很快的。
  琼斯说,像这次汶川大地震这么大震级的地震,能够在瞬间将一幢砖木建筑夷为废墟。在中国广大地区常见的砖木房建筑物是在地震中最易受损的建筑类型之一。
  上世纪八十年代,作为中美交流人士,琼斯曾在中国地震局地质研究所学习。
  
  在震情判定方面
  汶川地震与唐山地震没什么可比较的
  中国地震台网中心研究员、首席预报员孙士宏接受中国网专访时说,这次地震跟唐山地震前,在震情判定方面没有什么可比较的,唐山地震震前从1966年开始有一个活跃的过程,1966年邢台地震7.2级,1968年是渤海7.4级地震,1975年海城地震,一系列的地震,而这次是突然的。当然在今年来说也有一个过程,今年1月份在西藏改则有一个6.9级地震,3月份在于田有一个7.2级地震,但过程很短,当时我们对于田地震和改则地震在侦测上确实比较模糊,对这两个地震我们一直在探讨。
  唐山地震前我们还是观察到了很多细节,只不过由于水平等问题,包括类型问题,说到类型,唐山地震跟这次地震是有些类同的,唐山地震前也没有前震,这次地震前也没有前震。但唐山地震前搜集到了很多宏观异常,像流体异常,我们搞地下水的同志在唐山地震前一个月到京津地区,很多流体观察点异常,下面报上来,说这个地方水位升了多少,那个地方水的变化值是多少,都初期落实了,但这次,这些异常都没有出现,所以从1966年以来,这次的信息量,是最少的一次。
  
  唐山地震前是有小震的
  中国地震局地质研究所董瑞树教授告诉记者,唐山和海城地震前,地光和地声都是有的。海城地震前,不是一次前震,是几次,非常明显地是石硼峪地震。小震闹大震到。唐山之前没有观测到小震,但唐山地震后,在陡河地震台的废墟里,一张图纸上记录着当时的模拟信号,一级多的地震,只有陡河台记录到了,唐山地震前就只有这一次小震。
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