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我们究竟该如何面对天然地震? 精选

已有 5432 次阅读 2013-4-26 10:09 |系统分类:博客资讯| 地震, 如何, 天然

众所周知,天然地震是我们当下人类面临最为严峻的自然灾害,天外来客对我们的威胁还处在严密监测和研究阶段,极少数地方已经领教过陨石的威胁,但与天然地震造成的损失相比那就是小巫见大巫了。刚刚发生的4.20四川雅安芦山地震引爆了科学网对天然地震的关注。无论是专家还是地震科学爱好者,大家畅所欲言,对天然地震的机理及其究竟该如何面对天然地震做了大量讨论。这应该是科学网上关于“天然地震”一次极其难得的科普,具有十分重要现实意义。作为地球物理科研队伍中的一员也来谈点自己的认识。在这些有关天然地震博文中主要涉及到几个方面:第一方面,专家们讨论这次雅安芦山地震的机制及其与汶川地震之间的关系。其中有人认为属于汶川地震的余震,有的认为不是。有人认为汶川地震基本释放了该区域地下应力累积的能量,并提出该区域200年内不会发生大的地震(好像是一位从事沉积学研究方面的专家)。有的甚至发表论文论证该区在长达数千年内地壳内基本处于稳定状态,不会有大的应力累积与释放过程,因而引发公众的热议。当然也有地球物理学家(好像是一位从事计算地震地球物理学科专家)指出汶川地震后5年内还可能发生较大地震,这次差1个月经历5的雅安芦山地震不知是否印证了他的“预言”。

我没有看到这些观点的具体依据,也没有认真研读相关文献,博文毕竟与学术论文不同,我和大家一样也是凭借自己的知识面“高谈阔论”天然地震的发生机制及其我们政府应该如何理性地制定相应对策。然而由于天然地震的发生属于极其特殊的固体地球内部产生的自然现象,准确预测它发生的难度颇有点像医学领域攻克“癌症”那样艰难。因此,我们不应该谴责发表各种观点的人。据我所知,即使重要学术刊物发表的论文也只是作者及其群体研究的结果,这个结果也只是经过几个同行专家评审的意见。况且对于地球这样一个复杂星球的结构,这样的评审与讨论还远远不够。记得上世纪90年代开始在世界固体地球科学界刮起一阵“大陆动力学”之风,其实我们所在的地球无时无刻不在“动”。为此,我曾经亲自听到一位教授说:他在一次国际会议上听到一位这个领域的国际专家在会上公然发问:“谁能告诉我,什么是大陆动力学?”。我推测,国际专家的意思是“大陆动力学”内涵极其复杂。我们目前构造地质学方法可以依据地表出露岩层分布特征推断区域断裂构造分布,进而提供地下应力累积空间的一些基本信息。尽管有的方法手段经过长期实践证明行之有效,但是对于地下深部隐伏断裂构造还是要结合地球物理探测手段来确定,而地球物理解释结果具有不可避免的多解性(或者叫非唯一性,例如一个100斤的装满物质的箱子,谁能告诉里面装的什么东西,就是与重力多解相关的问题),导致这些结果中存在一些不可靠性。据说上世纪苏联和德国实施的几个超深钻探结果对地质-地球物理解释成果就提出过严峻挑战(因为钻探前进行了详细的地球物理调查研究,深钻目的之一就是验证地质-地球物理解释结果)。因此,我常说要使解释推测结果与实际情况接近是地质-地球物理学家奋斗的终极目标。

第二方面,关于地震活动的周期性特点。这也是我国学者谈论较多的见仁见智话题。我注意到美国地质地球物理学家们(以美国地质调查局专家为主)对这个问题比较谨慎,他们认为目前还没有可靠证据说明现今地球进入了地震活跃期,我很赞成这个观点。因为,我们人类实际观测和记录天然地震的历史似乎不超过百年,尽管存在各种推测地震活动周期性方法,但要在如此短时间内得出大于百年尺度周期结果的可靠性是否科学。第三方面,关于天然地震预报问题是社会公众非常期待问题,尤其希望地质-地球物理学家们能够加快地震预报研究的进度,并能在不久将来,也能够像天气预报那样实现定量预报(时间、地点、能量)。

上述涉及的三方面问题基本属于固体地球科学领域研究范畴。其实这些问题依然属于目前固体地球研究阶段的重大科学问题。由此我想起2002年美国航空航天局(NASA)固体地球科学工作组(Solid Earth Science Working Group)发布一个题目为“生活在一个不安份的星球-Living on a restless Planet)长达68页的报告,这份材料是我给以前本科生相关课程第一堂课讲解的主要内容。这个报告提出了固体地球科学研究的六大问题:1、板块边界的性质与变形特征及其在地震灾害研究中的应用;2、大地构造和气候与地球表面形状之间的相互作用及对产生自然灾害的意义;3、冰体、海洋与固体地球之间的相互作用及其对海平面变化研究的意义;4、地下岩浆系统演化及其对火山喷发条件分析中的应用;5、地壳与地幔动力学特征及其对地球表面的影响;6、地球磁场动力学特征及与地球系统的相互关系。这些问题充分体现了美国NASA的研究特点与风格,即将基础研究与应用于自然灾害研究相结合,可以想象没有雄厚的基础研究成果做指导,要获得可靠与实用的灾害预测预报是不可能的。谁能告诉我,10年过去了,这六大问题研究进展如何?

关于“天然地震”机制研究属于固体地球科学重大基础问题,它体现了固体地球科学的学科特点。这让我想起26年前(19861111日)参加在北京军区礼堂召开的一个高层次学科交叉学术会议。那个会可是大腕云集,我查了一下当时记录,出席开幕式的有钱学森、马杏垣、马世骏、胡厚宣、翁文波、王绶琯、程裕琪、何泽慧、黄汲清、叶笃正等,几乎涉及全国地球科学和天文学领域所有一级学会的理事长。大会期间一个人(记不起谁了)的报告让我至今难忘。他介绍自然科学属性内容,我至今记忆犹新。他说根据自然学科研究特点,自然科学的6大学科可以分成两大类:数学、物理、化学为一类属于封闭性学科属性;天、地、生属于开放性属性。他对这些属性的解释我一点也记不起来了,只能自己瞎琢磨。所谓天、地、生学科的开放性属性,以地球科学为例,世界上任何地方地质现象只具有相似性,例如各种断裂构造,各种出露地表岩石分布特征等,通俗说自然界不存在两块完全相同的石头。因此,固体地球科学的开放性特点显示了学科的极其复杂性和不可预见性。

最后自我回答这个问题,“我们究竟该如何面对天然地震”,首先是政府要加大力度进行地震科普教育,提高全民防震意识。我赞成一位博友的意见:防震和预警是当下最有效的途径。其实,就我的理解在我国地震预警发布也是一件十分困难的事情,例如这次雅安芦山主震的地震波走时到达成都约28秒,但是发布系统没有跟上,预警作用也不能起到应有的效果。当然对于真正带来重大损失的雅安几秒中的走时就更难起到有效避险。因此,公众的防震意识依然是预防地震灾害的第一要务。当然,尽管地震预报难度有点像人类攻克癌症一样或者更为艰难,但是继续开展地震机制及预报基础研究也是相关学科研究人员的本质工作,我们不是常说:“今天不能预报,不等于“明天”不能预报”,但是社会公众对于天然地震发生的物理预报一定要有足够的耐心。

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