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科学面对地震

文章来源:未知 发布时间:2015-01-01 20:33作者:admin 点击数: 字体:
2008年5月12日14点28分,四川省阿坝藏族自治州汶川县发生8.0级地震,特大地震造成的惨重灾情,举世震惊!党中央、国务院果断决策,党政军民迅速应对,炎黄子孙众志成城。一场全民族的抗震救灾斗争在中华大地上悲壮地展开。地震发生后,党中央、国务院即成立了以温家宝总理为总指挥的抗震救灾指挥部,并设立了8个抗震救灾工作组,连夜奔赴灾区。中国地震局迅速启动了《国家地震应急预案》1级处置应急响应。国家地震灾害紧急救援队和现场工作队214人,其中包括地震专家、现场应急队员44人,医护人员22人,救援人员148人,救援队12条搜救犬和地震救援车2台、应急指挥车1台,也在第一时间赶赴灾区实施紧急救援。 

    这次地震震中位于北纬31°,东经103.4°。震中区最大烈度XI度,破坏特别严重的地区超过10万平方千米。地震发生后,四川、甘肃、陕西、重庆、湖北、云南等省地震局,以及中国地震局地球物理研究所、工程力学研究所、北京市地震局等相继派出了现场应急工作队赶赴灾区,开展应急救援和震害评估工作。一次又一次的自然灾害使我们认识到,要在灾难中最大限度地减轻灾害,就必须不断强化全民的防灾减灾意识。普及地震科学知识,无疑是动员、组织社会各方面力量进行协调一致的防震减灾努力的首要前提。编写此文的目的,就是希望广大社会读者能够初步掌握地震知识,了解我国地震预报现状,理解我国地震预测的水平,同时,能够采取科学的防范措施。 

地震的原因是板块运动

    因地球板块相互挤压碰撞,造成板块边沿及板块内部产生错动和破裂,地壳中的岩石不能承受长期积累的力的作用,而突然发生破裂时产生的地面震动就是地震。
    地球上到处都会发生地震,但不是到处都会发生大地震;地球上每天都有地震,但不是每天都有大地震。全球7级以上的地震大约每年发生18 次,8级以上大约发生l~2次。较强的地震,特别是破坏性强震,在地理上常呈带状分布,称为地震带。全球主要有3条地震带:环太平洋地震带 (这个地震带是地震活动最强烈的地带,全球约80%的地震都发生在这里);欧亚地震带(这是一条横贯欧亚的地震带,全球约15%的地震发生在这一地震带内)和海岭地震带(是全球最长的一条地震带。在这条地震带上,地震一般不超过7级。全球约5%的地震发生在这里)。全球地震的这种成带分布可以用板块构造来解释。地球外层由地壳和地幔上部构成的岩石圈有很多裂缝,形成岩石圈板块,板块内部相对比较稳定,而板块边界部位受到挤压、拉伸、旋扭等力的作用,比较脆弱的地方就容易发生破裂,引起断裂震动,这就是构造地震的基本成因。全球85%的地震发生在板块的边缘地区,像日本、台湾等地的密集地震就是“板缘地震”;但仍有15%的地震没有规律,分布在这些地震带之外,远离板块边界的地方,就是“板内地震”或叫“板间地震”。板内地震发生的原因更复杂,既与板块之间的运动有关,也与局部的地质条件有关。 

    我国位于全球两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带的交汇部位,受印度洋板块和太平洋板块推挤,地震活动频繁。发生的地震多属“板内地震”。这次汶川大地震的发生,就与该地区地质条件有很大的关系。汶川处于我国一个地震密集带——南北地震带上,同时,又处在四川龙门山断裂带上,这一地区的地层结构中,有非常多的岩石断裂层,且这些断裂层比较深。因此,这里发生地震的几率较高。在这次地震震中200千米范围内,历史上就曾发生过8次7级以上的地震,最大的是1933年四川茂汶北迭溪7.5级地震,极震区烈度达到X度。 

浅源地震的破坏力最大 

    地球内部发生地震的地方叫震源,也称震源区。它是一个区域,但研究地震时,常把它看成是一个点,这个点到地面的垂直距离就称震源深度。地震的破坏性和震源的深浅有密切关系。按照震源的不同深度,地震学家通常把地震分成三类:即浅源地震——震源深度小于70千米,中源地震一一震源深度在70~300千米之间,深源地震——震源深度大于300千米。浅源地震大多发生在地表以下30千米上下的范围内,深源地震最深的可以达到650千米左右。全球90%的地震震源深度都小于100千米,仅有3%的地震是深源地震。我国地壳都在一个板块内,90%的地震属于浅源地震,即离地表深度不超过70千米。由于浅源地震能够产生更大的地球表面的震动,因此,浅源地震的破坏力最大,是地震灾害的主要制造者。 

    汶川大地震震源33千米,属于构造地震。印度洋板块向北运动,挤压欧亚板块,造成青藏高原隆升的同时向东挤压四川盆地。而四川盆地处于我国六大构造块体边界断裂带上,其上的汶川又是地震活跃地区,地下聚集的巨大能量突然释放,并沿块体裂缝传递,由于四川地块相对坚硬,这样的地质条件使得地震波传播的能力非常强,导致全国大部分地区都受到波及,普遍有感。地震的强度越大,所携带的能量也越大,波及的范围也越广。 

地震震级和烈度的概念 

    震源释放出的能量与震级有关。震级是衡量地震大小的一个量度,是根据地震时释放能量的多少来划分的。我国使用的震级标准是国际通用震级标准,即里氏震级。地震越大,表示震级的数字也越大。不同震级地震的能量差别是很大的。地震震级每大1.0级,通过地震被释放的能量就大101.5(约31.6倍),每大2.0级,能量约大l000倍。也就是说,发生一个8级地震相当于发生了30多个7级地震,约1000个6级地震。所以,尽管小地震实际发生的数目比大地震多得多,但总能量中的大部分仍是由大地震释放的。 

    震级的划分如下:微震≥1级,<3级;有感地震≥3级,<4.5级;中强地震≥4.5级,<6级;强地震≥6级,<7级;大地震≥7级;巨大地震8级以上。目前世界上最大的地震震级为8.9级。在报道地震信息时,常用的一个词叫烈度。烈度是指地震在地面造成的实际影响,表示地面运动的强度。同一次地震,造成的破坏不一定相同,同一次地震,在不同的地方造成的破坏也不一样。烈度就是衡量地震破坏程度的“尺子”。每次地震只有一个,但烈度却是不同的。我国把地震烈度划分为12度。? 一般来讲,一次地震发生后,震中区的破坏最重,烈度最高,这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展,地震烈度逐渐减小。例如,1976年唐山大地震,震级为7.8级,震中全国地震分布图烈度为Ⅺ度;受其影响,天津市区地震烈度为Ⅷ度;北京市多数地区地震 
烈度为Ⅵ度;再远到石家庄、太原等地的地震烈度就只有Ⅳ~v度了。 

地震预报的水平和现状 

    严重的地震灾害及其加速发展的震灾形势给社会公众带来了对防震减 灾强烈的社会需求。通过地震预报及在预报基础上的震害防御和灾后及时有效的应急救援,是实现地震减灾的最基本途径。但是,要准确地对地震发生的时间、地点和震级进行预报,目前还是无法实现的。 

    地震的难以预测主要有三方面因素决定,第一是地球的不可人性。上天容易入地难,由于探测手段的限制,人类对地下发生的变化,目前还只能靠地表的观测进行推测,地震发生在几十千米的地下,但我们对地球的深部探测也不过是十几千米。第二是地震规律的复杂性。经过多年的研究,地震专家们逐渐认识到,地震孕育、发生和发展的过程相当复杂,不同的地质构造环境、不同的时间阶段、不同震级的地震都显示出各不相同的规律。第三是地震发生的小概率性。地球每年都有比较大的地震发生,但是就一个地区而言,地震发生的重复时间相对较长,属于突发事件,会是几十年、几百年甚至上千年。这就无法为我们进行科学研究提供最 基本的统计数据。虽然有一些前兆也表明了地震来临的异常,但我们至今还没有掌握带有必然性、规律性的前兆,换句话说,我们还不清楚前兆和地震的关系。因此,预测地震仍然是全球性的科学难题。别说预测地震,就是对已经发生的地震确认都需要一定过程。汶川地震后的震级,就是先速报出第一时间的信息,再根据收集到的不同数据不断分析修订出来的。

   我国自1966年邢台地震后,广泛开展了地震预报的研究。经过40年的不懈努力,虽然取得了一定进展,但是目前仍然处于探索阶段。邢台地震后,中国建设了第一个遥测台网,建立了中国地震局,建立了地震会商制度,开始了地震预报的实践。 1975年2月4日19点36分,我国地震工作者对发生在辽宁省海城营口一带的7.3级强烈地震,作出了准确的预报,震区军民及时采取了预防措施,使这次发生在人口稠密地区的地震,减少了近10万人的伤亡,财产损失减轻到了最低限度。这是历史上迄今最准确的一次强震临震预报,也是唯一记入史册的一次成功预报。但是作为对某些类型的地震作出的预报,“海城的预测成功尚不足以成为构建完整预测理论体系的充分依据”(美国地质勘探局地震专家露西尔.琼斯语)。 

    几十年来,随着我国科学技术的不断发展,特别是国家“九五”、“十五”和“十一五”计划的逐步实施,我国在地震监测方面同全国其他经济建设一样,取得了很大进步。目前的地震工作还是以防震监测为主,主要依据各类地震所得的数据进行各项科学分析,统计地震情况样本,把异常的现象与地震的关系进行研究,进而期望能对地震的成因、发生的前兆作出更好的解释。在加强台网建设,完善监测手段等方面,中国数字地震观测网络工程的实施,推进了我国大震速报的工作。大地震速报是地震应急响应的基础,是救灾的开始,速报越快,就意味着可以越快抢救生命,从这个意义上讲速报就是生命。中国数字地震观测网络工程填补了我国一些省份内没有遥测地震台网的空白,全国31个省均建立了数字化大动态的现代化测震台网,l000多个地震台实时的地震信号通过信息网络汇集到中国地震台网中心。汶川地震发生后,四川省地震局的台网3分钟就将地震的位置上到地震局内部的EQIM地震速报网上,青海等一批四川周边的地震台网也在数分钟之后将地震参数上网。由于有了中国数字地震观测网络工程的建设基础,中国地震台网中心4分钟就测定出了这次地震的初步参数,11分钟就确定了速报参数,上报了国务院,为救援争取了时间。 

    虽然我们目前还不能对地震作出准确的短临预报,但是以科学的发展,用现有的技术手段对地震作出长期趋势性预测还是可以实现的。这种长期趋势性预测主要预报一个地区在未来几年或几十年内发生地震的可能性和最大震级。其主要作用是指导该地区的建筑物抗震设防,假如预测未来50年内,某一地区可能会发生一次8级大地震,那么,这个地区的建筑物就要按照这一抗震标准来建造。 

面对地震我们做了什么 

    作为人类面临的一种主要自然灾害,地震最大的特点是它的突发性及破坏力。地震给人们的印象就是一场灾难。没有其他自然现象会像地震那样大面积、短时间内造成巨大的破坏。例如,今天,在古代世界七大奇迹中,除了埃及的金字塔还残存外,其余六大奇迹:巴比伦空中花园、阿波罗青铜巨像、土耳其卡里亚王陵、希腊月亮女神庙、宙斯雕像和埃及亚历山大灯塔都已被地震彻底摧毁。 

    我国地震活动的特点是频度高、强度大、震源浅,分布广,造成的震灾严重。1900年以来,我国死于地震的人数达55万之多,占全球地震死亡人数的53%;新中国成立以来,100多次破坏性地震袭击了22个省(自治区、直辖市),造成27万余人丧生(汶川地震数据未计入),占全国各类灾害死亡人数的54%,地震成灾面积达30多万平方千米。地震灾害严重是我国的基本国情之一。我国除贵州、浙江两省和香港、澳门特别行政区以外,所有的省、自治区、直辖市都发生过6级以上的地震。 

    根据国际地震中心提供的地震目录对1964—1998年间中国大陆、日本、伊朗、土耳其、新西兰、中国台湾、希腊等国家和地区6级以上地震发生情况进行的不完全统计,全世界发生地震最多的国家分别是印度尼西亚(668次)、美国(426次)和日本(245次),中国大陆排第5(182次),即使包括台湾地区在内,中国的地震活动在全球也不是最多的。 

    但是,中国虽然不是世界上地震最多的国家,却是地震灾害最严重的国家。 20世纪以来,全球因地震死亡人数是160万,而中国约60万。历史记载全球死亡超过20万人的地震有6次,其中在中国有4次。究其原因有三,一是全球大多数地震发生在海洋,对人类造成灾害的主要是发生在大陆的那些地震,全球有1/3~1/4的大陆地震发生在中国,目前科学家对大陆地震的认识远远比不上对海洋地震的了解;第二个原因是由于我国经济条件所限,建筑物抗震能力总体不高;三是在中国等许多发展中国家,公众的灾害意识差,依赖思想强。前一个是自然方面的原因,后两个是人类自身的原因,应对地震,我们完全能够以科技手段,最大限度地减轻地震灾害。 

    首先,减轻地震灾害的工程性措施是根本性措施。 尽管目前短临地震预报还有相当大的困难,地震学家却一刻也没有停止过研究和探索。地震时人员伤亡主要是由建筑物倒塌造成的,因此,高质量的建筑就能够有效地减少人员伤亡。要对各地可能发生地震的危险程度进行估计,并根据这种地震危险性区划,确定建筑物的设防标准,是减轻地震灾害根本性的工程性措施。2001年国家颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 5001l一2001)的重要思想,就是保证“小震不坏,中震可修,大震不倒”。例如,根据地震危险区划,北京未来50年受到烈度Ⅷ度以上地震破坏的概率是10%,那么,在北京修建的建筑物的地震基本烈度为Ⅷ度。建筑规范凝聚了现代建筑科技的最新成果,是保证房屋等建筑安全的重要保证。 

    地震安全性评价是针对具体建设工程地区或场地周围的地震地质、地球物理、地震活动性、地形变等情况,采用地震危险性概率分析方法,按照工程应采用的风险概率水准,科学地给出相应的工程规划和设计所需的有关抗震设防要求的地震动参数和基础资料。大型水电站、核电站、通信、交通及供水供电等国家重大工程与生命线工程设施一旦遭到地震破坏,危害性大,损失严重,甚至会造成城市功能瘫痪,因此,相对于一般的建筑结构,重大工程与生命线工程、容易产生次生灾害的工程有着更高的抗震设防标准。 
其次,减轻震害的非工程措施的建设是预防为主。 

    1998年3月颁布实施的《中华人民共和国防震减灾法》,是党中央、国务院关于防震减灾工作一系列方针、政策的法律化、制度化的具体体现。它是中国历史上第一部减轻地震灾害的法律,全面阐述了预防为主的减灾方针、减灾非工程措施建设的内容,规定了各级政府、社会团体、科研机构和全体公民在减轻地震灾害中的任务、责任和义务。 

    我国是地震灾害严重的国家,既然地震是躲不了的,那么,我们应该怎样应对l556年华县大地震后,一个叫秦可大的人在《地震记》中总结了躲避地震的经验:“卒然闻变,不可疾出,伏而待定,纵有覆巢,可冀完卵”。就是说,当地震来临时,人们往往来不及躲避,最好就近找个安全角落,伏在地上,注意保护头和脊柱,等待地震过去再迅速撤离到安全地方。简单一句话,就是“伏而待定”。古代这种冷静应对地震的经验,从今天的角度看来,也还是有参考意义的。缺乏地震知识,在紧要关头就会连常识都忘掉,相反,掌握了地震知识,就能够积极应对。例如,地震通常会产生纵波和横波,纵波在地球介质中传播得快,会最先到达我们的脚下,引起地表上下运动;横波跑的慢,在地表出现水平方向运动,感觉是前后摇晃。这两次波动之间有一个到达的时间差,反映了感觉者和震源的距离。这次汶川地震,全国大部分省市有感。尤其是大城市高层建筑的人群,感觉强烈,仿佛地震就发生在自己脚下。其实,地震时,我们甚至都没有觉察出纵波的上下运动,只感觉到横波的前后摇晃,说明地震离我们非常远。只要我们平时注意学习,就会对地震有一个大概的了解,就会掌握一些基本的地震常识,当感到脚下晃动的时候,就不会做出一些手足无措的举动。 

    地震像其他自然灾害一样,随地球消长,伴我们共生。那么,我们就应该学会应对它的最好方法,就是尽量减轻地震灾害带来的损失,利用我们掌握的抗震知识,用积极的心态来应对,争取把地震带来的损失减到最小。例如,辨别出很远的地震,就没有必要到处躲,就不会相信谣言,泰然处之;对发生在身边的地震,每个人的环境不同,心境亦不同,采取不同的措施会有不同的效果。但有共同的一点是,保持冷静头脑、稳定心态,从容地保护好自己,自己保住了,才有去救助别人的能力。作为整个社会,提高灾害意识,发展灾害文化是极为重要的;而作为个人,积极掌握地震知识,保持稳定心态也是极为重要的。 

    地震与其他自然灾害不一样,巨大的地壳震动,瞬间给我们带来的伤害是永久性的。这就决定了抗震救灾是一项长期持久的工作。这是摆在我国政府面前的问题,也是摆在我们每一个人面前的问题。为了进一步加强地震监测预报工作,2008年5月18日下午,国务院总理、国务院抗震救灾总指挥部总指挥温家宝在中国地震局主持召开了总指挥部会议。要求地震部门加强地震监测和趋势分析,加密、强化现场流动观测,把握震情的发展变化,及时提供可靠的预警信息,做好余震防范工作,防止造成新的人员伤亡。要求结合灾区实际,做好地震灾害评估工作,为人员搜救和灾后恢复重建提供科学依据。总指挥部成立“汶川地震专家委员会”,由全国各方面的专家组成,开展地震的科学调查、总结和专题研究,为抗震救灾和地震预报提供科学支持。继续发挥地震专业救援队伍在抢救工作中的骨干作用。 

    在自然灾害面前,人类是脆弱的,但是,在科学面前,灾害终将会被战胜。我们相信,在党中央、国务院的领导下,在全国人民万众一心的救援中,我们一定能用知识武装头脑,用科技战胜地震灾害,用行动办好北京奥运会。这其中,有我们每个人的一份智慧,一份力量和一份责任。
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