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两次远程地震导致墨西哥首都重灾的关键因素:地气

已有 1825 次阅读 2017-9-23 22:24 |系统分类:科普集锦

两次远程地震导致墨西哥首都重灾的

关键因素:地气

岳中琦


本周一下午当地时间1时40分(2017年9月19日),墨西哥发生了7.1级地震。震中在圣胡安—拉沃索(SanJuan Raboso)地方(图1)。震中位于墨西哥首都城市东南方向,距离大约115公里。并且,这个地震震源深度达51公里,已经接近中深源地震(震源深度大于60公里)。它造成了墨西哥首都建筑物剧烈摇晃和崩塌,可能有44处有建筑物倒塌,建筑物倒塌导致了148人死亡(占了这次地震造成的总死亡人数286的一半以上)http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/9/389265.shtm

32年前同一天(即1985年9月19日), 墨西哥西部太平洋岸附近发生8.0级地震。震中位于墨西哥首都西偏南方向,距离大约400公里(图1)。它的震源深度20公里。它造成了墨西哥首都有8千幢建筑物遭受到不同程度的破坏(占市区30%建筑物),5000人死亡。然而,在震中附近的沿海四个州遭受了相当较轻的破坏,伤亡人数远远小于远离震中400公里之外的墨西哥首都的近2万人伤亡人数。

这种近震中破坏远远低于远震中破坏背离了地震破坏的近重远轻的一般规律。

我们知道,2008年5月12日汶川8.0级地震震中在映秀镇附近山区。震中位于成都市中心西北方向,距离大约70公里。并且,震源深度仅仅14公里到20公里。这场大地震几乎没有给成都市区建筑物造成什么灾难。

再者,今年9月8日,墨西哥西部太平洋大陆架发生了8.1级地震,震源深度大约70公里,属于中深源地震。震中位于墨西哥首都东偏西方向,距离大约750公里(图1)。由于震中远离墨西哥首都,这场极大地震没有对墨西哥首都造成任何破坏。它仅仅导致了在震中附近的多个沿海城市的一些建筑物破坏,98人死亡和70厘米高的小型海啸。

这相隔32年的两次同月同日、震中百公里外的地震,导制墨西哥首都重灾、重创城市建筑物的关键因素是什么呢?

问题的经典答案:根据百度百科https://baike.baidu.com/item/9%C2%B719%E5%A2%A8%E8%A5%BF%E5%93%A5%E5%9F%8E%E5%9C%B0%E9%9C%87/17194788?fromtitle=%E5%A2%A8%E8%A5%BF%E5%93%A5%E5%9F%8E%E5%A4%A7%E5%9C%B0%E9%9C%87&fromid=2980921,人们把1985年墨西哥8.0级地震造成远在400公里以外的墨西哥首都巨大破坏归结于以下几点原因:1)墨西哥城1325年建立于湖泊沉积而成的封闭式盆地,湖相沉积泥土遇到地震动容易沙土液化,导致建筑物因土体地基失稳而垮塌。2)墨西哥首都大量抽取地下水,使得地下土体存在空洞,在地震动达到一定强度是,地表便严重塌陷。3)部分墨西哥建筑物在早期建造,抗震能力低下,无法承受这场震级大,震动时间长的地震。4)墨西哥首都湖积层存在极大的地震地面运动放大作用。湖积层比附近丘陵地区,地面运动放大作用大很多。墨西哥首都丘陵场地的地面运动比海岸震中区硬岩石场地的地面运动放大作用又大很多。现在,人们又把今年9月19日年墨西哥7.1级地震造成远在100公里以外的墨西哥首都较大破坏归结于首都城市建在不坚实的地基上、建筑物缺乏完善规划和豆腐渣楼。

上述这些原因观点与认识或许都有道理,它们也常常是世界各地部分专家们用于解释这些地震造成的奇特建筑物垮塌的原因。因此,人们总是在不断地加固和提高建筑物的抗地震动安全标准。

未知未防的关键因素:科学网博文《读科学网的“我国地震带大量贫困地区建筑物抗震能力低下”有感http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-818307.html,和《世界各地结构抗震分析与设计理论的地震载荷缺陷》http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-986599.html,明确地指出了,这些传统或经典地震导致建筑物垮塌的原因观点和认识存在极大问题。全世界建筑物抗震设计存在以下认知问题:“根据我的研究,抗震设计仅考虑这两种地震载荷和四种地震波是不够安全的。地下极高压气体载荷是一种人们尚未认识、防范的地震载荷模式。它是一种气体物质冲击波。在近场和断层裂隙等通道出口处,它的破坏力度大,可造成摧毁性的孤立破坏(如汶川大地震)。它也可造成如唐山大地震的大面积摧毁性的破坏。”

据报道,今年9月19日7.1级地震导致波波卡特佩特火山(Popocatépetl volcano)的再次喷发,大批目击者看到滚滚浓烟从火山口冒出http://news.ifeng.com/a/20170920/52084985_0.shtml?_zbs_sogou_mini

2给出墨西哥首都和其周边现代活火山。可见,墨西哥首都是高原盆地,海拔高度达到2300米(四川盆地在成都市区的海拔高度仅仅500 米;昆明的滇池海拔高度1888米)。墨西哥首都盆地四周都是现代活火山。活火山喷发出来的火山灰和岩浆应该是墨西哥首都盆地的主要沉积物源。火山灰是花岗岩的微细碎削颗粒,粘土成分含量少。因此,盆地的湖相沉积土体应该具有相当高的抗破坏强度和液化能力(参见博文《印度尼西亚的火山地质考察与意义》http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-897737.html和《组成高陡坡崖、漂浮在水面的砂石(浮石)》http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-901957.html)。

波波卡特佩特火山位于墨西哥首都的东南方约70公里处(图2)。波波卡特佩特火山顶海拔高度5426米(图3),是墨西哥最活跃的活火山。自1519年有记载以来,它已经有超过15次大喷发。具体喷发情况参见https://baike.baidu.com/item/%E6%B3%A2%E6%B3%A2%E5%8D%A1%E7%89%B9%E4%BD%A9%E7%89%B9%E7%81%AB%E5%B1%B1

4给出了波波卡特佩特火山在20161127日喷发视频的一张截图。可见滚滚浓烟和火山灰从火山口快速、大量地喷出。波波卡特佩特火山和附近火山下部和内部存在海量气体。今年9197.1级地震震中距离波波卡特佩特火山顶大约54公里。造成地震的大量深部气体进入了波波卡特佩特火山,增加了它气囊气体质量和压力,导致了喷发。同时,这也减少了深部极高压气体进入其它地区的量,降低了其它地区地表破坏程度。

第二,图5是,今年9197.1级地震震中附近州某地的公路混凝土路板,在地震后不断向上顶起开张与向下收缩闭合视频截图http://www.dreamofchinese.com/news/20170923/344725.html。如同“呼吸”。混凝土板极其弹性地、大幅度上下开合运动表明,它极有可能是地震后地下高压气体体积弹性胀缩运动(波动、运移)导致的。

第三,报道指,来自纽约的摄影师威尔森(Adrian Wilson)地震时在墨西哥首都。他对CNN讲述了地震时候的感受:地震发生时,他正在吃东西。“先是屋內的地板仅仅地晃动,像是有卡车经过似的。然后,发展成波浪式的大晃动,整个房间开始摇动。”根据我的研究,这种运动时间序列应该是地下高压气体在地下断裂带或薄弱带运移,由远至近导致的岩土波动情况。并且,地震刚发生后,墨西哥首都冒出烟尘(图6)。

因此,地下大量高压气体在地下断裂带、火山空洞、薄弱带的聚集和运移是导致墨西哥首都建筑物在地震时极其垮塌的根本动力因素。同时,建筑物抗震设计又没有对地下高压气体的作用进行任何防治。这是人们认知缺乏、没有防治的因素。

更为重要的地震成因问题。相关地质或地震专家们又在用板块断裂理论来解释这些墨西哥地震。参见科学网新闻《关联?原因?影响?墨西哥连发强震的镜鉴》http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2017/9/389122.shtm这种断裂和板块固体挤压制震理论解释讲法,年年重复、次次雷同、毫无效果。

根据地下深部极其高压甲烷气体导致地震和火山的理论,我认为,墨西哥地震活动多和火山喷发多的根本原因是,它的地下深部极高压甲烷气体极多。墨西哥首都盆地所在位置的陆地宽度在570公里,但是,它的海拔高度却在2300 米。西部太平洋的深海沟深度达到5000米深(图1)。深海沟距离陆地仅仅70公里。因此,可见地下极高压气体将墨西哥陆地快速、高高地顶起和隆起了。这就造成了墨西哥地震次数多、震级大、破坏程度高!这也导致了墨西哥活火山多、喷发多、气量大。

具体论述参见《俯冲断裂带巨大地震的极高压气体成因与机理简述(英文)》http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-955949.html和《世界上第二个火山成因假说的出世》http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-950841.html

2017年9月23日21:41写成于香港大学602办公室



http://blog.sciencenet.cn/blog-240687-1077445.html

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2 张学文 张海权

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