——以2004年蘇門達腊-安達曼大地震為例
作者：廣東海洋大學廖永岩（電子信箱：rock6783@126.com）
今年，中國遭遇到50年一遇的冰凍，說明今年是一個強烈的拉尼娜年。厄爾尼諾和拉尼娜期，分別與地球的膨脹和收縮期對應。厄爾尼諾和拉尼娜期，由於地球的膨脹或收縮加劇，都會形成較大的地震。但厄爾尼諾年地震和拉尼娜年的地震，是絕然不同的兩種類型的地震。有的區域的地震，主要在厄爾尼諾年發生（如安達曼島弧），有的區域的地震，只能在拉尼娜年發生（如川西地震）。今年的汶川大地震已經發生了，那麼，隨著本次拉尼娜年的結束，跟著就會是下一輪厄爾尼諾年。在下一個厄爾尼諾年，就地震預防方面，我們有哪此值得做？下面，我們以上一次厄爾尼諾年本世紀最大的印度尼西亞蘇門達腊-安達曼大地震為例來具體分析厄爾尼諾期地震形成的機制。
2004年12月26日，地球上發生了本世紀最大的地震——9.2級的安達曼大地震。
印度洋，位於青藏高原、東非高原、安達曼島虎澳大利亞大陸和南極之間。通過衛星測量的地震大地水准面可知，在印度半島最南端附近，印度洋有一個明顯的大地水准面負異常（重力正異常）(Mörner, 2000)。青藏高原，是大陸與大陸之間形成的地槽，由於大量比重較輕的沉積物沉積於這個地槽，達10公裡以上，造成地槽比重小於兩側的地殼，在均衡調整作用下，現在青藏高原現處於地槽後期的中央隆起期。雖然青藏高原現已是世界上最高的高原，但目前仍是上升較快的區域之一。東非高原也在隆起(Abuodha, 2003)，並形成東非大裂谷的地塹和火山。安達曼島弧的地槽，現也處於隆升期。這樣，就可以明顯地看出，印度洋的這個大地水准負異常，剛好處於三大隆起的中央位置。所以，我們可以說，印度洋的這個大地水准面負異常，是由於東非、青藏高原和安達曼島弧的隆升，共同牽拉北印度洋海洋岩石圈，使北印度洋海洋岩石圈抬升所致。這可能也就是造成位於該異常中心的馬爾代夫（本來因為冰川消融，全球海平面上升，理論上應該下沉(Kench, et. al., 2005; Woodworth, 2005)，實際上不沉反升的原因(Mörner, et. al., 2004)。因安達曼弧具有重力負異常，由於均衡調整作用，它現正在不斷上升。而北印度洋具有重力正異常，由於均衡調整作用，它應該下沉。這樣，在安達曼弧就形成一種力的矛盾：弧外印度洋海洋岩石圈要下沉，弧內蘇門達腊陸地岩石圈要上升。這個矛盾的最終解決，就是該處岩石圈斷裂，弧內蘇門達腊岩石圈上升，弧外印度洋岩石圈下沉。岩石圈是否斷裂，主要由岩石圈抗斷性和摩擦力等相關因素共同決定。除以上分析的垂直運動外，安達曼弧處，還有由於印度洋洋中脊擴張造成的向北的水平運動：地球膨脹時，洋中脊破裂，岩漿上湧形成海洋岩石圈，造成海底擴張。地球收縮時，印度板塊將向東北方向擠壓，達每年40-50mm (Lay et. al., 2005)。而安達曼島弧阻礙這種水平運動，最終造成弧外海洋岩石圈向西北運動，安達曼弧內陸地岩石圈向東南運動。而大震發生地，剛好處於轉角處，這種幾何結構，造成水平運動的阻礙，也造成垂直運動的阻礙，成為運動阻礙點，也即是地震應變能積累點。
2004年，是1998年後又一個厄爾尼諾年(專家稱厄爾尼諾現像卷土重來，今冬我國氣溫偏高，2004)，十月份，美國就已發出厄爾尼諾的預警報告。厄爾尼諾年的形成，是因北極區域冰川的消融受阻，冰後反彈受阻。在南極冰川形成後的均衡調整作用和北極區域冰後反彈受阻的綜合作用下，造成兩極擠壓地球，地球質量向赤道轉移，赤道區域膨脹，地球自轉速度減慢。安達曼島弧，剛好位於赤道附近，赤道區域的膨脹，增加地球岩石圈斷裂的機會，加大應變能的積累，為大地震的形成提供了機會。因為厄爾尼諾年的大質量向赤道區域的轉移，是由於北極區域冰川消融受阻或冰雪等質量增加造成(Blewitt, 2001)。而冰雪量增加最大時，往往是冬季。地球的大陸主要分布北半球，這又為北半球冰雪在冬季增加提供了機會。所以，每當厄爾尼諾發生時，都是聖誕節前後開始加重。所以，安達曼大地震要發生，發生在厄爾尼諾年的可能性較大。所以，像1983年、1998年、2004年這些年份是最有可能發生安達曼大地震的年份。但1983年、1998年等年份，可能地震的應變能積累得還不夠，所以，沒有來得及造成大地震的發生。在厄爾尼諾年，最有可能發生的時間是在冬季，是在厄爾尼諾開始加重或最為嚴重的時期。所以，12月到第二年的3月，是最有可能發生地震的時期。若地震應變能積累接近臨界點，則有可能在較早的月份的農歷初一或十五發生；若應變能積累離臨界點較遠，則有可能在較晚的月份發生；若過了該厄爾尼諾年，疊加上外星體的引力，仍難超過臨界點，則只有等下一個厄爾尼諾年了。
具體造成2004年12月26日上午當地時間07時58分53秒（格林尼治時間00時58分53秒）大地震的原因，可能如下：12月24日，新西蘭西南方向約430公裡的達斯曼海域發生裡氏8.1級地震，對安達曼弧產生影響，使地震阻礙點弱化，加速了應變能的積累。2004年12月26日，農歷十一月十五，太陽、地球、月球排成一條直線。太陽直射點位於南回歸線附近，所以太陽對地球的引力，也是南回歸線附近最大。月球的引力最大點位於赤道上。根據作用位置，太陽和月球對地球引力合力應位於赤道和南回歸線之間。因為月球對地球的引力比太陽對地球的引力大，所以，引力的合力應在赤道和南回歸線之間偏北的位置。00時58分53秒時，與月球和太陽的引力合力呈90度垂直的區域正好位於印度洋重力異常區域中心附近的印度洋上。因為，正對月球、太陽引力合力點區域，由於地球固體潮作用，固體地球岩石圈將上升，和該合力呈90度角的區域，岩石圈將下沉；所以，印度洋重力異常區域將因為固體潮的原因而下沉。由於地球自西向東自轉，接近大地震爆發時間時（格林尼治時間00時58分53秒），安達曼弧內側的印度尼西亞所在的歐亞板塊將逐漸上升，而安達曼弧外側的印度洋板塊將逐漸下沉。當這個月球、太陽引力的合力造成印度洋海洋岩石圈下沉的力疊加在安達曼-亞奇這個3.3°N， 96.0°E，深度30 km阻礙點上時，超過阻礙點的臨界點，阻礙點斷裂，大地震發生。斷裂後的印度洋海洋岩石圈下沉和向北運動，斷裂後的蘇門達腊陸地岩石圈向上及向西南運動。由於上下運動劇烈，且區域較大，引發大海嘯，造成巨大的人員和財產損失。大地震發生，使大量的赤道區域膨脹的能量以地震的方式被釋放，厄爾尼諾失去能量，不會再導致東太平洋赤道區域的洋中脊擴張，不會再導致東太平洋海水升溫，這次厄爾尼諾宣告結束。
所以，綜合來看，安達曼大地震是地球形變、外星引力疊加、地球均衡調整、板塊運動等綜合作用的結果。也是水平運動和垂直運動的綜合結果。
2004年12月21日開始的中國等北半球地震的降雪(冬至:瑞雪染白半個中國，2004)及中國三峽水庫的貯水（2003年6月1日蓄水，至6月15日，庫容增加100億立方米），可能也對2004年厄爾尼諾的形成和大地震的形成有一定的觸發作用。
若人類能准確測定安達曼島弧兩側的水平距離變化和該島弧重力異常變化的情況，人類是可以准確測定大地震發生的地點的。若人類通過測定水平距離和重力變化，能計算出應變能的積累及該區域岩石圈的抗斷裂能力，根據外星體對地球引力、地球形變、板塊移動等資料進行綜合，是有可能較准確地確定地震發生的時間和震級的。
參考文獻
冬至:瑞雪染白半個中國. 2004年12月23日. http://news.tom.com/1002/20041223-1679595.html
專家稱厄爾尼諾現像卷土重來 今冬我國氣溫偏高. 2004年11月01日. http://www.people.com.cn/GB/shenghuo/1089/2956427.html
Abuodha P. A. Sea level changes on the Kenyan coast during the Quaternary period. International Union for Quaternary Research. Congress of the International Union for Quaternary Research. 2003, 16: 238
Blewitt G., Lavallée D., Clarke P., Nurutdinov K. A New Global Mode of Earth Deformation: Seasonal Cycle Detected. Science, 2001, 294: 2342-2345
Kench P. S., McLean R. F., Nichol S. L. New model of reef-island evolution; Maldives, Indian Ocean. Geology, 2005, 33: 145-148
Lay T., Kanamori H., Ammon C. J., et. al. The Great Sumatra-Andaman Earthquake of 26 December 2004. Science, 2005，308: 1127-1133
Mörner N.-A. Sea level changes in the Indian Ocean. In: Integrated Coastal Zone Management, Launch Ed., IPC Publ. 2000. 17–20
Mörner N.-A., Tooley M., Possnert G. New perspectives for the future of the Maldives. Global and Planetary Change, 2004, 40: 177-182
Woodworth. P. L. Have there been large recent sea level changes in the Maldives Islands? Global and Planetary Change, 2005, 41: 177-182
各位若想了解這方面有關的詳細情況，請各位參見廖永岩著，海洋出版社2007年5月版的《地球科學原理》（28.00元）一書。也可以在以下網址找到有關這本書的部分相關內容: http://159.226.26.14/blog/user_index1.aspx?userid=3534
注：本文摘於廖永岩著《地球科學原理》一書