- 再也不做站长了
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地球每年发生5万次地震,有感地震也有1万次左右,地震的能量很大,灾变也很频繁,就中国地震记录从公元前780年到公元1976年2756年期间共发生≥6M大震685次,平均0.248次/年。即两年一大震。其中≥8M强震22次,占大震总数的0.165%;7M地震129次占大震总数的18.2%。1900~1984年发生≥6M大震623次,平均7.33次/年。1900~1980年全球共发生≥6M地震7938次,≥7M地震1484次,>8M地震99次,地球地震每年释放的能量为1020J。地震级别与能量对比见表5-1。
表5-1 里氏地震级别能量分布表
注:其中8.30M地震能量相当于1000颗广岛原子弹的威力。
中国近年来发生8级以上地震23次(1303~2008年),其中1950年8月15日西藏墨脱8.6M地震,能量为1018J。
据不完全统计,自1303年来中国发生过的8级以上地质共23次。包括1303年山西洪洞、1515年云南永胜、1556年陕西华县(死亡83万人的世界最多的地质死亡人数)、1604年福建泉州(海域)、1608年山东郯城、1668年山东临沂、1678年河北三河平谷、1695年山西临汾、1739年宁夏平罗银川、1812年新疆伊宁、1830年河北磁县、1833年云南嵩明、1842年新疆巴里坤、1902年新疆阿图什、1920年台湾花莲、1920年宁夏海源、1931年新疆富蕴、1950年西藏察隅、1951年西藏当雄、1972年台东近海、1976年河北唐山、2001年青海昆仑山、2008年四川汶川地震等。2004年12月26日印度尼西亚的9级地震、海啸波及十几个国家,死亡35万人。
公元前80年到1980年,全球共发生死亡人数>1000人的地震325次,共死亡589.5万人。这些地震能量巨大,地质构造独特,但地震前后征候都具有明显的地内热核强爆特征,应该列为地内热核能考证的研究重点。还有更多的6级以上的地震,地质构造背景和动力学特点,也都符合热核强爆动力圆涌构造理论,其中地质构造运动圆涌特征明显,有地面碎裂现象者,也可选作考察重点,以便为地震地质学找出更确切的发震机理和监测预报途径。目前国家也对2008年5月12日汶川8级地震成因进行大型科学考证,但总的布署仍未放在地内热核强爆动力圆涌灾变的理论基础上,能否探索到本质的真正动力真谛,仍值得担心。2008年5月20日作者曾向有关部门、领导及专家就汶川地震的核动力圆涌成因、具体的区域幔-壳地质构造背景,以及进一步考证内容提交过专题报告,附有插图3幅。
地震形成的原因很多,条件也很复杂,但强震主要起于地内强热爆炸,现就其有代表性的强震分析论证如下:
1.唐山大地震
1976年7月28日03时在河北唐山发生7.8级地震(按理应该是8.0级),当日18时45分又在附近滦县发生了7.1级强震,这次地震震前有一系列征兆,例如长期干旱无雨,地温增升,地下水位涌升,动物异常等。地震时出现蓝光、地声和电磁辐射异常,整个唐山市建筑几乎全部被破坏,死亡24万人,地震破坏区210万km2。引起强震的原因,至今尚无明确结论。如此巨大的能量,相当于1000颗广岛原子弹的威力,2×1016J的能量源自何处一直是个疑问。在后期伤病员的治疗中发现普遍患放射性皮肤癌,至于是否还存在其他放射性伤害现象,有无其他气体、粒子喷射等有待进一步考证。这与前述的通古斯、北京王恭厂、保定-白洋淀、印度死丘大爆炸相似,同样存在地内强热核爆炸的机理。从深部地质构造背景条件分析,本地段存在地幔热圆涌的结构特征,为了推动地震地质学的研究,今后应开展有关地下核试验与地震有关特征的对比考证。
2.智利地震
1960年5月21日发生的智利地震,从5月21日至6月22日在1400km长的沿海狭长地带中,连续发生225个强烈地震,其中8级以上3次,7级以上地震10次。震中区建筑物全部破坏,约13万km2的地面沉降2m,强烈的地震海啸浪高达6m,使沿海地带遭到严重损失。海岸崩塌,港口、仓库、建筑物等,或沉入海中,或被海浪卷走。智利山区发生数以千计的山体滑坡,使交通中断,河流阻塞。地震引起的火山喷发,火山烟云高达6000m,遮天蔽日。海啸波浪横扫太平洋,向西先后袭击新西兰、夏威夷、菲律宾和日本等地,而以日本受灾最重,此次地震死亡5700余人。
2007年11月14日12时(当地时间)智利北部沿海再次发生7.7级地震,当日下午3时44分又发生5.7级余震,几乎同时阿根廷西部圣胡安也发生4.5级地震。
根据地质构造背景分析,本地带地内岩浆活动强烈应属于地内热核强爆型地震。
3.华县大地震
1556年1月23日发生在陕西华县华山中生代花岗岩侵入体北侧的8.0级强震,地面破坏严重,死亡83万人,是历史上伤亡人数最多的地震灾害。此处地下深处存在一个隐伏的岩浆热点,圆形涌升通道,在赤水的黄土源下也存在一个直径600m的圆涌构造,近年来它一直在驱动着西安东北向的地裂缝活动。这些都是地内深源强热动力冲击所致,由于年代久远,记录不全,缺乏辐射技术观测,今后应补作若干项核辐射后期效应、深源喷射粒子、粉尘粒子的采样分析,这一事件的地内热核爆炸性质是不难证实的。
综上所述尽管地震的地源类型很多,呈现的导生应力状态千差万别,但从蕴震原理和激发能源方面应该重新认识,用现代核能爆炸知识,核技术追踪和气体径迹方法去追踪历史强震,就会取得新的启示和认识,指导今后的地震地质研究。
4.汶川地震
2008年5月12日发生的8.0级地震造成重大的损失,由于地震处于居民较密集的基岩山区其破坏性就更显突出,估计受灾范围达8000km2,受灾人口约2000万,汶川地震总能量估计为600万t(TNT)炸药爆炸,约相当于6000颗广岛原子弹的爆炸威力。死亡8万人,伤20多万人。住房大量损毁,交通等设施破坏严重,引起大量崩塌、滑坡、泥石流灾害,造成数十处堰塞湖,直接经济损失8451亿元,救灾工作十分艰巨。
汶川地震的动力背景如何?需要认真查证研究。从区域深部地震地质动力结构考虑,青藏高原与四川盆地交界处有一个直径240km的汶川幔坪(原),这是一个中型圆涌结构。东南半圆为马尔康幔凹,中生代晚期以来地表持续隆升。这个圆涌结构的中心位于本次地震中的映秀,Φ形断裂带即为龙门山断褶带。映秀幔涌(强热爆圆涌中心)的高强热隐爆形成汶川地震,并引发包括持续近百日的多次中强余震。地震以强烈的垂向冲击为主,使青藏高原东部地表隆升4~6cm,四川盆地一侧则下沉3~5cm,同时也伴随龙门山断裂带的水平错移。与汶川幔坪圆涌对应的是甘孜幔坪(圆涌),中心在甘孜附近,直径也是240km。峨眉幔涌(热圆涌)是甘孜幔坪最活跃的次级构造,甘孜-峨眉深岩浆中心自二叠纪以来一直很活跃,对青藏高原、川滇地区的地质构造乃至中国西部的地质构造起着重要的控制作用,直到今日的汶川地震。成都市区正处在幔隆与龙泉山幔凹的交叉地段,由于动力牵制干扰,加上巨厚的新生代松散堆积缓冲,所以破坏程度较低。地震前从卫星上探测到热红外异常,表示伴随深部热能的上涌,地震期间阴雨不断则表示地内向上散发了大量的水热气体组分。按照深源热动力规律,地震前后地内会散发一系列气体、水分、热流和幔源组分,直到次年(2009年)的7月14~16日汶川、成都地区还遭遇了暴雨灾害,发生大范围的洪涝、滑坡、泥石流等灾害,及至后来的玉树地震,舟曲、陇南的山洪、泥石流均属于汶川深源强热动力事件,说明地震的地内余能仍在继续散发。
据徐道一研究 ,汶川地震是青藏滇缅印尼歹字型构造带中的一个组成部分。近年来由这一地带中地内强爆岩涌形成一系列强震大震,都可以找出具体的地质结构和地球动力学背景。
据最近报道,汶川地震区的青川县红光东河口地震断裂发生隆起,2009年2月初发现地热流和可燃天然气涌出,这正表明地震的深源热核余效,是否还有放射性元素、气体和射线粒子溢出,仍有待补充探测。同时溢涌出可燃性天然气也表明地震的热核余能还在进行石油、天然气的无机聚合,也是热核圆涌构造地内聚造石油、天然气的又一现实演示。作者曾就汶川地震的有关地球动力和发震机理提出见解致函有关部门,并对继续进行观测和地震地质研究提出建议方案。希望借此推动深源强热动力爆炸理论的研究,找出地球深部的灾害动力源。以此推动地震地质科学的研究(图5-4)。
2010年1月13日海地发生了7.3级地震,震源深度为13km,破坏严重,死亡20万人。1月1日西藏日喀则发生5.0级地震,4日所罗门群岛发生7.2级强震,24日山西运城4.8级地震,31日重庆四川交界处发生5.0级地震,2月18日中俄交界处发生7.2级强震。2月25日云南楚雄5.1级地震,26日西藏日喀则又发生5.0级地震,台湾花莲海域5.1级地震。2月27日智利发生8.8级强震,余震60余次,其中5.0级者11次,震源深度35km。这次近百年罕见的强震呈现的总能量约为500亿t(T.N.T)当量,造成海底400km长的地震断裂,同时发生波及太平洋广大地区的海啸。3月11日又发生两次7.2级、7.1级强余震。同日日本冲绳发生6.1级地震,阿根廷北部6.1级地震,秘鲁4.2级地震。本地带1960年曾发生过9.5级特强地震,历史古城库里科被夷为平地,90%以上建筑物被毁。本地带也是世界铜矿床最集中的地区,地震与铜矿床同受相近的深源强热动力控制,地震导致世界铜价暴涨。
同期由于北极地区两次的地内强冷涛动爆喷的地球动力骚动,北亚、北欧和北美洲同步发生2~3次几十年罕见的低温奇寒、冰雪冷冻灾害,阿尔泰、内蒙古、玉门的暴风雪、华北近海的两次冰封冻、很多地区的暴风雨洪涝。还有南极冰盖的崩解,3月初巴西、秘鲁、法国、西班牙、葡萄牙的暴风雨,3月4日台湾高雄的6.8级地震,6日印尼的6.8级地震,唐山附近的三次4.0级地震,3月14日前后太平洋地区发生的4次5.0级以上地震。相应地导致火山活动和隐火山岩浆的增强。在这短短的60天之内,全球连续发生这近50~60年罕见的群发性灾害,表明地球深部的强热动力连发,这类强热动力散点状爆发,不是有人认为的板块挤压,而是地内10~40km范围内的散点状强爆、迸发。地球动力和灾害的如此集中展现实属难得的破解,研究地球动力机制的绝好时机,地面有很广泛的陆上、海域气象地况观记录,空中有全球覆盖连续的卫星气象云图和红外、微波地表温度扫描数据,如能开展一次全球性多专业的地球动力学大对比、分析、研讨,就可能对深源强爆热动力的背景、机理和时空分布规律得出较确切实时的、全面的阐述,发现其间的相关规律,深化对地球现实动力学的认识,促进地球灾害链的研究、监控和预测。地球动力与灾害系统诸因子错综复杂,要企图找出其间的时空分布关系对现有地球科学理论依然是严重的挑战。
图5-4 汶川地震的深源强热动力背景
另外近半年来贵州、云南部分地带持续严重干旱,印尼、美墨边界、西昆仑、玉树陆续发生6级以上强地震,这些灾变与地质构造、地球动力背景间存在相关性。根据天大旱、地大震、天大雨、人大疫的客观规律,2007年川渝大旱与2008年汶川大地震的因果对应,一年之后这一地带必然会有地震等严重灾难。
地震发震机制一直是影响预测的理论基础,近来地震地质学家林爱明根据1931年新疆富蕴8.0M地震、1994年玻利维亚8.3M地震、1999年台湾7.6M地震、2001年昆仑山7.8M地震以及“南非Verdefort陨击坑”等事件的考察研究,证实地震过程中所产生的“假熔岩”、强爆角砾岩、含角砾熔岩、强冲击变质岩、千糜岩、重熔岩浆注入脉体、气孔杏仁状结构、强冲击锥组构、高温高压矿物岩石等现象,此类与地震相关的岩浆事件,对阐明地震发生机制有很大的贡献。地震地质的无数实例表明,绝大部分地震、火山,特别是破坏性强震均源于地内的特高能强爆,与震下核试验和陨击事件相似,急剧的爆炸、膨胀引起深部岩浆向上喷涌,造成这一系列地质、岩浆事件。近年来的主要强震所发生的宏观地质构造部位,均处于深源高能强爆圆涌构造的边缘或顶部。2010年5月9日发生于泰国旁的印尼圆涌苏门答腊岛西南边缘的7.2M地震等强力地质事件的岩浆响应标志为研究地震发生机制、促进监测、预报提供了新的理论基础。
2010年4月14日发生的玉树7.1M地震,就发生在直径20km的结古圆涌的顶部,另外有两个直径10km的直门达圆涌和结隆圆涌,前者为β25的玄武岩通道,后者为底为β25玄武岩通道上的古近—新近纪上叠圆形盆地。它们是结古基性岩盆的次级Y形对偶圆涌,从地貌面结构显示结古圆涌在第四纪以来曾涌爆一次。比这次震级要高一级以上。由于震源较浅,能量有限,所以没牵动它的两个次级圆涌。这次的烈度破坏程度,与结古圆涌整合,地表破裂也是绕中心旋扭展布。证明是以重点向上爆涌为主震强力,这正是青藏高原块体抬升的重要动力,至于是否存在向北东的侧挤压仍有待考证。
同样的深部强爆冲击5月5~6日造成重庆几个县的狂风(11级)暴雨和巨冰雹灾害,受灾人口89.73万人,房屋损毁,农作物受损,估计与玉树地震相当。5月5~6日玉树的强雨雪也是地震后效作用,这种强烈的灾害,绝不能单靠气象因素解释。