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陳運(yùn)泰院士：汶川地震何以如此嚴(yán)重
[日期：2008-06-27] 來(lái)源：科學(xué)時(shí)報(bào) 作者：洪蔚 發(fā)表評(píng)論(0)打印
汶川地震是繼唐山地震以來(lái)，我國(guó)境內(nèi)發(fā)生的損失最為嚴(yán)重的地震。一個(gè)多月以來(lái)，圍繞這場(chǎng)地震的問題一直沒有停止過。“為什么會(huì)發(fā)生這樣的地震？”“為什么震級(jí)如此之大？”“為什么會(huì)造成這么大的損失？” 6月26日，在中科院第十四次院士大會(huì)上的學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、地球物理學(xué)家陳運(yùn)泰根據(jù)地震學(xué)資料分析，對(duì)上述問題進(jìn)行了科學(xué)解答。 一場(chǎng)醞釀了上千年的地震 汶川大地震發(fā)生的地點(diǎn)，是我國(guó)地質(zhì)學(xué)家、地震學(xué)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(qū)是我國(guó)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈的地區(qū)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(duì)其地殼內(nèi)物質(zhì)的流向，多年來(lái)地質(zhì)學(xué)家研究認(rèn)為，殼內(nèi)物質(zhì)被迫改變方向轉(zhuǎn)向東流，在堅(jiān)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(yùn)動(dòng)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(diào)整龍門山斷裂帶的逆沖運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速率只有每年10～15毫米。這中間沒有得到調(diào)整的5～10毫米，在龍門山斷裂帶中的巖石內(nèi)逐漸積累起來(lái)，使得龍門山斷裂帶成為最具地震危險(xiǎn)的地帶。 然而，從歷史上看，這個(gè)最為危險(xiǎn)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(xiàn)得最為危險(xiǎn)。周圍其他斷裂帶都發(fā)生過7級(jí)以上的地震，如1933年8月25日茂縣—汶川7.5級(jí)地震，1976年8月16日與8月23日接連發(fā)生的松潘—平武7.2級(jí)地震等。龍門山斷裂帶的地震活動(dòng)在歷史上只處在中等水平，歷史記錄上從未出現(xiàn)過7級(jí)以上的地震。 1970年2月在龍門山斷裂帶上發(fā)生了6.2級(jí)的地震，陳運(yùn)泰在震后到達(dá)該地區(qū)，并在當(dāng)?shù)亓羰�、監(jiān)測(cè)達(dá)半年之久。他說：“我對(duì)這個(gè)地區(qū)非常熟悉。從這個(gè)地區(qū)危險(xiǎn)程度與它的歷史表現(xiàn)的反差中，可以說明一個(gè)問題，那就是這個(gè)斷裂帶在幾百年甚至上千年中，一直在積蓄能量，醞釀一場(chǎng)大地震，這就是'5·12'的汶川地震�！� 震源淺、破裂過程復(fù)雜 根據(jù)對(duì)龍門山斷裂帶近年來(lái)發(fā)生的小地震用“雙差定位法”精確重新定位的結(jié)果顯示，龍門山斷裂帶是一條長(zhǎng)達(dá)470公里、寬100公里的地震帶，地震震源的深度在30公里以內(nèi)。2008年5月12日汶川大地震便是發(fā)生在這條斷層的長(zhǎng)約350公里的地段上的大規(guī)模的破裂。 汶川地震除了震級(jí)大外，此次地震的震源深度與破裂過程也是造成如此大災(zāi)害的原因。汶川地震的震源深度達(dá)15公里，但斷層的傾斜角只有39度，于是就從這個(gè)350公里長(zhǎng)、40公里寬的斷層上一直貫穿到地面。汶川地震中滑動(dòng)量大于5米的斷層錯(cuò)動(dòng)，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(nèi)，直達(dá)地面，造成了大規(guī)模的地表破裂。 地震發(fā)生時(shí)，位于震中東北方向地區(qū)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于東面的綿陽(yáng)、成都等地。 陳運(yùn)泰說，此次汶川地震的破裂過程相當(dāng)復(fù)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(duì)稱雙側(cè)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(qiáng)，破裂時(shí)間長(zhǎng)達(dá)90秒，而向西南方向較弱，破裂時(shí)間只有60秒。致使表觀上表現(xiàn)為以朝東北方向的單側(cè)破裂。陳運(yùn)泰說，從這一復(fù)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(lái)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(zāi)程度比東北方向更為嚴(yán)重呢？陳運(yùn)泰說，這就涉及到被證實(shí)的“上盤—下盤效應(yīng)”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(cè)的區(qū)域成為上盤，而東側(cè)成為下盤。按“上盤—下盤效應(yīng)”理論，上盤震動(dòng)的幅度比下盤震動(dòng)的幅度大得多。1999年9月21日，我國(guó)臺(tái)灣集集大地震也發(fā)生過所謂的“上盤—下盤效應(yīng)”。因此，位于震中西面的北川、映秀、汶川等地成為受災(zāi)最嚴(yán)重的地方。
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