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地震断层与环境保护 【漫谈地球物理】之四

已有 6320 次阅读 2009-8-30 12:21 |个人分类:地球物理|系统分类:科普集锦| 地震, 石油, 【漫谈地球物理】, 之四, 轮滑

    科学网与别的地方不太一样的地方即是,博客之间的互动功能十分强大,尤其又是采用实名制的情况下,这样互动的好处之一便是,互相可以取长补短。当然,也有可能同时导致两两相斗而互不相让的情况出现。我刚上科学网博客那阵,主要还是读文章的时候多,评论文章的时候少。记录显示,我在科学网第一次留下评论的一篇博文,就是蒋高明先生的“1949-1980中国地震记录再论西南水电开发应慎之又慎”,我在该文之后的评论原文如下:

1、目前,尽管对所谓重大地震的定义学界存有分歧,但普遍认为,7级以下的地震一般不属于重大地震,况且,目前设计建设的几乎全部的大中型水库,抵抗7级以下的地震强度属于正常情况。

2、水库建设与环境等其它方面的关系超出本人的知识范围,但如果仅从你上述博文中给出的地震数据,并不能够充分令人信服地得出你给出的需要慎之又慎的结果。事实上,目前日本关于水电的开发程度远远高于我国,尽管它处于世界地震最为高发的地带。

感谢蒋高明先生没有删除这条评论,不过,蒋先生并未对此有任何回复。我是觉得,无论其回复还是不回复,意义都不是很大。我对蒋先生关于环境保护方面的工作与努力,一直都是十分敬佩的,这也与我自小目睹了本人家乡的环境变化,从而还是悟出了“毁树容易种树难”有关。可是,仅就蒋先生的这篇博文所表达的观点而言,我对此并不能够认同,主要因为蒋先生涉足到了他完全不清楚的地震领域,并且该文仅仅堆砌了一些蒋先生网上下载的,记录十分不完全的地震相关数据,列出了这些不完全的数据之后,蒋先生也基本没有,大概也不能够对此进行可以令别人信服的理性分析。

期间,武夷山老师曾经写过一篇科普性的文章:“费米实验室:社区科普好榜样”,武老师的文章我很喜欢阅读,他能够捕捉到所读文章中的有关细节,尤其是他的阅读笔记部分,前不久科学网上的刘立老师组织了一次科网81级的笔友聚会,武夷山老师作为特邀嘉宾也参加了,因而能够有幸与其面对面地交流,虽然聚会的时间不长,但武老师给我的印象是,文如其人,人如其文。

对于武夷山老师关于费米实验室的这篇科普类文章,我与其有一个很好的互动过程,并且还因此写出了一篇“费米实验室与阿拉斯加地震”的博文。无数事实表明,在科学网上谈论地震,尤其是与地震预测(报)联系在一起的时候,是一件出力而不讨好的事情,不管是专业人士还是社会公众,我们现在都知道,地震预测任重道远。不过,中国地震学界的先驱傅承义先生说过一句话(大意):有断层的地方不一定有地震,但有(构造性)地震的地方一定有断层。2002年11月的这次阿拉斯加大地震的发生,确实就与Denali断层情况联系在一起,而且还与环境保护很好地联系在了一起。

其实,如同地球上许许多多的地方一样,由于太平洋板块对于北美板块的持续俯冲挤压,阿拉斯加这个地方发生大地震,甚至特大地震,是一点都不奇怪的,记录显示,阿拉斯加地区基本上每年都会发生一次7级以上的地震,在过去的100余年中,阿拉斯加地区已经发生了至少两位数字的大地震,具体数目可以参见如下的链接:美国地质调查局——阿拉斯加地震,即大约以15年为复发周期,发生一次8级以上的特大地震。其中,分别发生于195719641965年的三次特大型地震,便是属于人类历史上发生的最强烈地震之列(附一)。抛开地震对于人类及自然本身的毁灭性破坏不谈,从专业研究的角度来看,这几次特大地震的发生,尤其是1964年的那次超大地震,对于地震学家们进一步了解地球内部地核的结构,及其与地球自由振荡的关系等等,起到了非常重要的作用。

图一给出了这地区自20022004两年间发生的地震分布图像;可以这样说,如果这个地方持续有一段相当长的时间,不发生大地震了,那才是十分奇怪的事情。

除去刚刚提到的自19571964年的三次大地震,其后阿拉斯加的一个最为重要的地震,可能就属上面武夷山老师所提到的,于2002年的113发生的,位于Denali断层,震级为7.9级的这个地震了,这次地震震中位于费尔班克斯以南145公里,持续了大约30秒钟,导致了远在数千公里之外的费米实验室中一个加速器的临时性关闭;由于这次地震,该地区的所有输油管道也临时关闭了两天左右,但经过技术人员的仔细检查,由于对于跨断层的所有输油管道进行了预先的特殊处理(附二),这次地震几乎没有对该地区的输油管道造成任何实质性地伤害,所以,两天之后,横贯阿拉斯加的输油管道便再次启用。

回过头来,我们现在都已经知道,地震预报需要3个要素:时间、空间与强度。因为对于地震震源本身的物理机制,迄今科学家们所知并不很多;同时,因为地球内部介质性质包括有关断层的受力状态等等,也表现得十分复杂;加上地震观测资料的局限,希望短时期内,能够比较清楚地了解地震震源的整个孕育和发生过程,是一件并不十分现实的事情。

但是,如果我们已经知道,对于某个确定的区域而言,该区域位于地震活动活跃的区域,例如某个地震活动的断层带上,通过地震学家们既往的研究积累,我们实际上可以进行基本的判断,即在未来的某个并不太长的时间段内,这里肯定会发生大的或者比较大的地震,换句话说,发生大地震的可能性几乎接近百分之百。这种情况下,便需要将大型核电厂及其它大型工程设施,设计在远离这些地震断层的地方。

预防未来阿拉斯加地震对于输油管道的破坏,则是另一个成功进行所谓地震预测的例子,也是地震学与工程学关于环境保护方面的一个非常成功结合的例子。此前,英国石油公司从阿拉斯加北面修建的一条输油管道,因为管道必须穿过Denali断层,当时修建时就知道这条断层今后会发生地震,因而在跨过这条断层的时候,便充分考虑到了地震学家们的意见,预先对于跨断层的输油管道进行了特殊处理(图二),即在设计的时候就把管道设计成了S型,能够避开断层的地方避开断层,实在不能够避开的地方加装了滑轮减震等措施。因而在2002年的这次大地震来临时,经受了考验,管道安然无恙,输油管基本没有受到任何的影响,没有受到任何破坏。

 (本文初稿20093202009410修改,20098月30日定稿


附一:阿拉斯加州195719641965年发生的三次特大地震

附二:阿拉斯加输油管道的建设



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