(張少泉:中國地震局地球物理研究所研究員,先後在中國科學院地球物理所和中國地震局地球物理研究所工作。曾任北京市人民政府專家顧問和北京地球物理學會,現任中科院科普報告團成員。)
內容提要:人們一聽“地震”就害怕,現在又加了個“大”字,更加可怕。為什麼大地震就那麼可怕呢?多大的地震算大呢?目前能不能預報,我們能不能死裡逃生、減少傷亡呢?這些都是大家關心的問題。下面聽聽中國地震局地球物理研究所研究員張少泉為我們逐一講解。
1 腳下的地球並不寧靜
首先我們看世紀之交的地震活動。1995年1月17號日本阪神7.5級大地震,這次地震死了五千人,經濟損失是一千億美元。大家可能不知道,台灣地震損失多少呢?是一百億美元,台灣7.6級地震,這個地震對台灣寶島震動很大。第三個是2001年的昆侖山8.1級地震,是在青海、新疆、西藏交界的地方,靠近昆侖山口東,8.1級。這是上個世紀以來所發生的國內最大的一次地震,8.1級地震。然後再看2001年的時候印度古吉拉特邦7.2級地震,這個地震發生的很糟糕,正好是在印度國慶的時候。印度地震死了多少人,到現在還是一個謎。我舉這些例子,目的是要讓大家知道,伴隨我們進入新世紀的,有一個不受歡迎的、但是你不能不接待的客人,它就是地震。
大家再看下面這幾個地震,2003年1月4號的新疆伽師5.4級地震,2月14號新疆石河子5.4級地震,2月24號新疆的伽什-巴楚地震。大家可能奇怪,怎麼地震老跟新疆干上了,因為新疆是一個地震活動帶,但它不是最主要的活動帶。大體是,第一個活動帶是台灣;第二個是西藏和印度交界的這一帶,西藏、雲南、四川這一帶;第三個是新疆,特別是它的西部和南疆;再往後排,就是靠東邊的叫做南北地震帶,寧夏、甘肅、陝西,從北往南,一直下來的這個地震帶,已故的地震學家李善幫先生叫它中國的中樞地震帶。
地震三要素,大家知道就是時、空、強。時間,發震時間,空間,震動位置,其實還應當加上一個深度,都叫空間位置,再一個是地震震級,簡稱地震時、空、強。震源深度,我們說地震不是發生在地表,而且還是有一定深度,絕大部分是在地殼裡邊,大概是二、三十公裡,一、二十公裡,但是在煤礦裡邊,在水庫裡邊,地震很淺,一、兩公裡,三、五公裡,那個地方的地震就不叫地震,叫做礦山地震,或叫做水庫地震,總稱為誘發地震。但是畢竟引起地面搖晃吧,所以也稱為地震。淺源地震,一般就是地殼裡邊一、二十公裡,唐山地震就是15公裡:中源地震,一般來講地殼以下,一般在七十公裡到三百公裡之間,也有的說,從三十公裡到到三百公裡之間,這沒有一個定論,各國的判斷標准不大一樣。總之,有一條,地震肯定不在地殼裡邊,在地殼中和在地殼以下,地震成因不同,它們的它的驅動力不一樣。新疆的西邊就有一個中深源地震,阿富汗,伊朗等西亞那邊影響我們。在這還有一個深源地震概念,三百公裡以下到七百公裡。
一般我們說的地震震級都是裡氏震級。裡氏震級,這個震級是一個叫裡希特的美國人在南加州地區,根據一定的要求確定一個零震級,有了這個標准,然後你才能定出一級、二級,負一級、負二級。地震活動,什麼叫地震活動呢,作個比方,內蒙有地震,北京會不會有啊,它們是不是會挪個窩;新疆那邊有,地震會不會影響到甘肅、陝西等地方;西藏有地震了,會不會影響四川、雲南呢?有人就把地震從這個位置到另外一個位置隨時間的移動,叫做地震遷移,也叫做地震活動。
全球地震分布和全國地震分布。全球地震分布很簡單,環太平洋地震帶一個,歐亞地震帶一個,又叫喜馬拉雅-地中海地震帶,基本上兩大地震帶;另外一個在大西洋那邊,還有一個海嶺地震帶,弱一點。如果概括說得話,也就三大地震帶。三大地震帶,所勾畫出來的是板塊的邊界,可以把這些地震帶叫做地球的傷疤。地球內部很熱,壓力很大,也很難受,它呻吟的時候是通過這些傷疤,把能量釋放出來的。
2 深入探索地震奧秘
地震對城市的破壞比較嚴重,這裡講了一些高樓大廈,在人口稠密的城市地區所造成的影響,因為一次地震也就幾秒鐘,十幾秒鐘,充其量三、四十秒鐘,一閃而過,所以怎麼樣真正來對付地震,必須有些預防措施。目前全世界大概有6億人處在地震的陰影之中,所以,地震的威脅越來越大,為什麼?因為城市化的進程越來越快,一個國家如果城市的人口不達到一定的比例,就不算現代化,這是一個標志,我這裡面有些鏡頭是說明地震來了之後所造成的地面破壞,這裡還有地震儀器記錄的一些情況。
地震儀的特點是什麼呢,不論是全世界哪兒發生的地震,我都能收到,你們注沒注意到,地震儀接收的是地面的振動,就好像我現在講話大家都能聽到我的聲音一樣,我是地震,大家是台站,可以根據大家聽到的聲音前後順序來判斷我的位置,這就是確定震源;再根據你們聽到聲音的大小,和咱們距離的遠近做一個補償,就得到震級,用地震波來測定地震的位置和大小就是這麼一個道理。這是一個地震成因影片,大家知道地震發生在地下,我們的監測是在地面上,我們怎麼樣來監測的呢,用地面的儀器,來做一些資料的分析解釋。大家知道板塊運動這個概念吧,板塊移動多慢呢,就跟我們的自己的手指甲每年成長速度一樣。所以板塊運動就這個速度,不要看它慢,但是因為是在一個龐大的地球裡,緩慢的運動,也會引起的很大變化,所以才有了印度板塊往北推擠,形成了喜馬拉雅山,太平洋板塊往西部推擠,才有了日本列島等這樣一個島弧構造,同時不斷發生地震。
不同的地震,震級不一樣,破壞不一樣。為什麼同樣的震級,有的破壞大,有的破壞小?和你所處的位置有關系,和斷層性質有關系。大家知道,這麼一動的斷層,叫做平移斷層,或推移的,如果這個斷層面是斜著,不是直立的,這樣叫做逆斷層,這樣叫做正斷層。另外,斷層之間還有什麼關系呢,有擠壓,似乎不動,還有拉張,所以呢,一個同樣大小的地震,跟你斷層的性質又有很大關系,還有你這個城市離斷層的遠近,所處的部位不一樣。如果你很倒霉,房子正好落在斷層上,那當然破壞大。
“地震科學裡程碑”,給出幾個年代:公元132年,張衡發明了地動儀,又叫東漢地動儀。還不能叫地震儀。1966年,邢台大地震。1976年,是唐山大地震。1996年是地震工作三十年,組織工作有特殊意義。2001年跨入新世紀了,給咱們一個下馬威,國內外來了一大批地震。
地震的類型,分為天然地震,人工地震,誘發地震。天然地震大家知道了,唐山地震、內蒙地震都是。什麼是人工地震呢,核爆炸,化學爆炸,這都是。誘發地震是指,就說那兒已經積蓄能量了,由於人為的干預,譬如采礦,譬如說蓄水,使它裡面的能量釋放出來,叫做誘發地震。地震的成因,傳統的說法是斷層學說,作為它的一個動力源,所謂板塊構造學說,包括了斷層的概念在內。
地震前兆預報,地震預測和預報是兩個概念,預測是科學家的事,預報是政府行為。大家要注意這樣一個區別,如果說我們搞地震的人向社會上泄露了“機密”,我們就犯法了;如果有老百姓自己也想預報地震,你最好通過地震部門,可以添表報告,因為一旦造成社會混亂,你承擔不了那麼大的社會責任。那麼,地震預報有長期、中期、短期、臨震四個階段,叫漸進式地震預報。1975年的2月4號,7級多的海城地震,成功預報了,少死十幾萬人。是目前世界上唯一有減災實效的地震預報。
3 構築人類安全家園
造成房屋破壞,結構不當是一個重要原因,環境不良也是一個重要原因,譬如說你在山坡上,山腳下,這不是好地方。我們在抗震上曾經取得了一些成績,廣東的新豐江水庫,由於震前我們采取了措施,在周總理的安排下,進行了加固等措施,當6級多地震來的時候,大壩安然無恙,如果不采取措施,很可能水漫金山,水就衝進了廣州市了。廣州的新豐江水庫的地震預報成功,在國際上也是很有名的。新疆的烏恰,是個鬧地震的地方,這個地方三年兩頭老地震。當地人也非常實誠,來了地震,房子倒了,我就蓋,蓋完之後,地震又來,我再蓋,反反復復。後來我們告訴他們說,你最好搬個地方,為什麼呢?你這地方是個古河道、舊河灘,地基軟,附近有個不大的地震,也會震塌。挪個地方好。挪多少呢,五公裡就夠了。從挪過以後,再來地震就沒事了。所以選擇好的地方建址,也很重要。
南方先富起來,所以他們先蓋的房,樓房一開始非常有氣魄,大垮間、超高度,非常氣魄,可是地震不買你的賬,一來地震之後,一片全倒了,辛辛苦苦積攢下來的錢就毀於一旦。後來采取了措施,減小了跨度,增加了承重牆,降低了高度,後來發生好幾個地震,就沒有造成損失。
地震來了,怎麼防御“地震火災”?地震來了之後,家庭要趕快關閉電源,另外群眾疏散的時候你還要注意些地方,不要總認為空曠地好,要因地制宜。像日本東京附近的關東大地震,十幾萬人都堵在一個地方,空曠地,誰也沒有想到這個地方正好是一個通風口,氧氣充足,大火一著,整個人群被困,逃生的大概不足一千多人,死的非常慘。
“地震演習”跟大家介紹的是什麼呢,是說沒有地震的時候,我們如何從家庭、從單位、從學校疏散開來。地震預警是什麼概念呢,就是說,我這兒發生地震,地震還沒有到那個城市,在地震波到達之前,我先告訴你,給你個信兒。大家說,地震波傳播是快,一秒鐘幾公裡,但再快沒有無線電波快,無線電波每秒三十公裡。地震波每秒才幾公裡。怎麼辦呢,我就可以把信號發送過去,不見得告訴所有老百姓,因為你來不及采取措施,就幾秒、幾十秒鐘,唐山地震到北京15秒鐘,一般來不及,告訴誰呢,告訴一些發電廠、核電場,還有一些重要政府決策機關,以便采取措施。
地震預報是在震前根據前兆現像、地殼運動和地震活動性做出時空強的判斷。你們記住,誰作預報,時空強三個要素離一個不可。光說8級地震沒用,你在外國發生跟我沒關系;你光說這北京地震也沒用,什麼時候,也可能一百年以後也沒發生。所以時空強三個都具備,才叫做預報。另外,對於專業工作者來說,還要給一個預報概率,你有多大的可能性,跟天氣預報一樣。如果發生,它的災害可能是多大的程度,包含災害預測。
4 實施生命緊急救助
1976年唐山大地震的時候,我到過現場,我就看到預制板下面伸出的一只手,我只能給他點吃的、喝的,延續生命。沒有辦法,你抬不起來預制板,即使有起重設備,如果起重不勻,整個就會又壓下去,扣在裡頭。當時沒有條件,現在有了,我們現在有氣墊,一個不大的跟枕頭一樣的氣墊,擱在底下,一打氣可以支撐四五噸的重量。當時咱們沒這條件,現在的新技術裝備,可以對埋在廢墟下的人進行透視。
最後,我想概括成兩句話,一個是人和自然,面對地震人類並非無能為力,我強調的不是戰勝它,我們要和它融洽,我們說並非無能為力,意思是說,我們有些辦法,可以減少損失。下一句話,防震減災是政府領導下的全社會行動,強調面對地震,不是一個人的事,也不僅僅是專家的事,應當是三足鼎立,政府、專家、公眾三個方面缺一不可,團結起來,共同行動起來,減輕地震災害損失,讓我們和地下、腳下的地球和睦相處。