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寻找大地震的“蛛丝马迹”

中国矿业报 0评论 2021-11-29

  ◎  杨镇 张献兵 钟 宁 郭长宝 

  地震,又称地动或地振动,是地壳快速释放能量过程中造成的振动,期间会产生地震波。地震开始发生的地点被称为震源,震源正上方的地面被称为震中。按成因,地震可以分为三类:天然地震(构造地震、火山地震等)、诱发地震(矿山开采、水库蓄水或水位变化等)、人工地震(核爆炸、爆破等)。

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  图1 地震的模型

  地球上每年发生500多万次地震,但不是所有地震都会造成严重的灾害,很多小震(一般小于3级)是我们感觉不到的。85%的地震发生在海洋中,15%发生在陆地上。我国位于世界两大地震带——环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带之间,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,是一个地震灾害多发的国家。大地震强烈振动会导致房屋倒塌、工程设施损毁,造成山体崩塌、滑坡、泥石流、水灾等灾害,严重威胁人类生命安全和经济建设。例如2008年汶川M8.0级地震,直接造成69227人死亡,374643人受伤,17923人失踪,经济损失高达8452.15亿元,并诱发了近200000处滑坡。

  确定地震发生的地点、时间和震级具有非常重要的现实意义和科学意义。然而,有些大地震发生间隔长达上千年或万年,远远超过人类生命周期和历史资料文献记录,如果在更大的时间尺度去研究地震,就需要从地质记录中找到地震遗留的痕迹(或记录)。

  那么,地震,特别是大地震会留下什么记录呢?首先让我们看看地震对环境影响的主要特征:(1)首要的影响有地表破裂,构造隆升或沉降等。(2)次要的影响有地表裂隙,崩塌,滑坡,泥石流,地表液化(沙火山、沙沸),暂时性海平面变化,波浪异常和海啸等。(3)其他次要的影响有暂时性的水位、浊流及温度变化,泉水干涸,河流变迁,树干脱落和破裂等。

  知道了地震对环境影响的特征,我们就可以有针对性地去寻找地震遗留下来的痕迹。例如,中强地震(M≥6.5)活动常常会在地表形成具有一定宽度和长度的地表破裂。通过对地表破裂带的探槽揭露,结合其长度、宽度、同震位错量统计和年代学测试,我们就可以确定大地震发生的时问、复发特征、事件的同震位移量、最后一次事件距今的离逝时间等参数。

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  图2地震留下的记录

  当然,我们也可以通过地震活动遗留下来的其他“蛛丝马迹”,如断层陡坎、地表裂缝、阶地位错、沙土液化和海啸等,来研究现代地震或古地震,进而建立更长时间尺度的地震记录,确定地震复发规律,评估地震危险性,有效预防地震灾害。

  为预防地震灾害,我们要做到避开断层,楼房不要建在断层上;增强建筑物的抗震设计;避开地形陡峭的区域。总而言之,就是“脚下没有断层,房子足够结实,头顶没有灾害(滑坡或者巨石等)”。如果有一天人类可以像控制电站一样控制地震,我们就再也不用害怕地震了。

  作者简介:杨镇,男,1996年生,硕士生,研究方向为活动构造。Email:yangzhenii@163.com

  通讯作者简介: 钟宁, 男, 1986年生, 博士(后), 副研究员,构造地质学专业,研究方向主要为活动构造和灾变沉积学; Email: zdn2018@126.com。

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