岩铆：板内强震的新假说——中国地质科学院研究员杨文采院士谈汶川、玉树地震机理

 赵 凡

　　2010年没有过半，全球已经发生几次伤亡惨重的特大地震：1月12日，23万人遇难的海地大地震；2月27日，500人遇难的智利大地震；3月8日，近60人死亡的土耳其地震；4月14日，中国在经历2008年5月12日汶川特大地震之后，在青海玉树县附近发生7.1级地震，2200多人遇难。
　　很多人在质疑：我们是不是到了又一个地震活跃期？不断争议地震预报的问题再次成热点。中国地质科学院研究员杨文采院士在接受记者采访时表述了一种观点：只要我们坚持努力，我们就有可能不断提高地震预报的准确性。在反复研究思考中，杨文采悟出了板内大地震的一个假说，可能对今后的地震研究有重要影响。
　　记者：大家一个共识是，地震是地壳运动的结果。
　　杨文采：地震的发生是由于地壳中应力的累积与释放，地质学家主张用动力学原理来解释地震。地震动力可分三大类：一是张力，力对岩块的拉张；二是压力，力对岩块的挤压；三是推力，力对岩块的平推。这三种力的作用对应的表征为三种活动断裂：张力对应正断层；挤压对应逆断层；推力对应走滑断层。
　　地球表面有不同的板块，所有的地震，都发生在岩石圈运动活跃或者强度脆弱的地方，位置上可以分成两类：一类是板缘地震，主要发生在板块边缘部分；另一类是板内地震，主要发生在板块内部。
　　记者：汶川地震和玉树地震是什么地震？
　　杨文采：这两个地震都是典型的板内地震。汶川地震发生在龙门山逆冲断裂带，它位于巴颜喀拉地块东沿；玉树地震发生在玉树—甘孜走滑断裂带；它位于巴颜喀拉地块南沿。我以下想要探讨的正是这种板内地震。
　　记者：地震的预报一直是大家关注的焦点问题，难道这真的是科学的死穴吗？
　　杨文采：我们所说的地震预报，其实主要是对大地震的预报。因为地球内部的运动从来没有间断过，小地震时常都在发生，只不过因为能量太小不易被察觉罢了。我们需要预报的，是对人类有破坏力的6级以上地震、造成人员伤亡财产重大损失的地震，因为只有这样的地震，预报才有防灾减灾的效果。
　　记者：大地震的产生有什么特点？
　　杨文采：科学家分析了各种类型的地震，包括逆断层上的台湾车笼铺地震、汶川地震和走滑型的圣安得烈斯地震带、玉树地震。从对这些地震的分析，人们发现，板内地震震源发生的深度，大都是上地壳的底部。这说明，上地壳的底部很脆弱，而脆弱的原因，是因为水处在临界状态，水溶作用极强。
　　这个认识没有解决预报的关键的问题，就是大地震在哪个具体位置上发生。科学家已经把百年以来的大地震做了分析统计，根据这些分析统计起码对以下两点达成了共识：第一，大地震与活动断裂关系密切；第二，地震是累积的地应力的突然释放。
　　但问题在于，如果只是这两点，我们仍然没有办法预报大地震，因为无论是大地震还是小地震，都有这样的特点。
　　记者：您的观点是什么？
　　杨文采：从汶川地震后，我也关注起地震问题，这次玉树地震的发生，让我突然受到新的启发。
　　记者：什么样的启发？
　　杨文采：汶川地震后，陈运泰、姚振兴院士将发震期地壳破裂传播用做了动画，并公开发布。研究结果表明，汶川地震有4个滑动量集中的区域，其中最大的两个，一个在汶川映秀下方，最大滑动量达7.3米；另一个位于北川下方，最大滑动量达5.6米。其余两个滑动量集中的区域规模较小，最大滑动量不大于1.8米。
　　汶川地震是应力量的释放，释放的过程中，地应力呈现了怎样的发展趋势？汶川地震首先在映秀上地壳底部发动，集中在这里的应力释放；龙门山断裂带上的剩余应力马上转移到北川，造成北川地震。从汶川地震破裂到北川地震相隔仅1分钟左右。龙门山断裂带上的应力释放过程持续了一百天左右，发生了万余次余震。
　　在分析了这种力量的释放过程后，我产生了一个顿悟：如果活动断裂面很平滑，地应力会因触发弱震而释放。一定是活动断裂面上有一种东西，卡住两侧岩壁，使地应力积累在此物周围，而不是平均积累在整个断裂面上。当此物周围聚集了太多压力，一旦崩溃，必然会产生破坏性的大地震。
　　记者：这个东西是什么？
　　杨文采：我给它起了个名字叫岩铆。就是说它像嵌入岩石上的铆钉一样。所以我认为，活动断裂带中的大岩铆是大陆板内强震产生的第三个条件。
　　记者：您怎么解释岩铆的机理？
　　杨文采：第一，大岩铆破裂要有强大的应力积累，导致板内强震产生，而小岩铆破裂只要小能量，产生弱地震；第二，强震之前强大的应力积累集中在大岩铆上，大岩铆破裂后，剩余应力马上转移到末破裂岩铆上，因为小岩铆破裂只要小能量，导致较弱余震发生的链式反应，应力渐释；第三，积累应力能释放使活动断层位移错动，此运动受到新岩铆卡住而停止，此处又开始为下一次强震积累应力能量。
　　可以说，非拉张型大陆板块内强震是地应力积累量大过活动断裂上岩铆机械强度时，由岩铆突然破裂导致地应力突然释放的地壳行为。也是活动断裂系统从去组织临界相态跃入混沌相态的突变行为。
　　记者：有科学家认为汶川地震和玉树地震有密切联系，可以用这个理论解释汶川地震和玉树地震吗？
　　杨文采：汶川地震和玉树地震都发生在巴颜喀拉地块。印澳板块向亚欧板块的陆—陆俯冲，造成青藏高原内地应力不断往北东挤压，两次地震的动力，都是来自这种挤压。
　　青藏高原中巴颜喀拉地块是一个三边楔形地质体，受青藏高原内地应力挤压，它的应力向东偏南方向对四川盆地挤压。如果说，在2008年5月12日以前龙门山断裂受压力最大，那么，当汶川地震造成映秀及北川大岩铆破裂后，挤压力在东面得以释放。而巴颜喀拉地块的南北两侧，开始了新的应力积累。在2008年9月之后，玉树—甘孜断裂受力最大。而这个地方的大岩铆正好处于玉树县西。在2010年4月14日早晨大岩铆终于因顶不住过大压力而破裂。
　　记者：我们最关心的是，下一个可能破碎的岩铆在哪里？
　　杨文采：汶川地震发生在巴颜喀拉地块的东侧，玉树地震发生在南侧，如果我们设想来自西南部的印度板块不断地往北挤压，因为在东部龙门山断裂带的应力得到释放；在南部玉树—甘孜的应力也得到释放，那么，就是在玉树地震平息以后，巴颜喀拉地块北侧的巴隆—玛曲断裂将会受力最大，下一次强震，有可能出现在巴隆—玛曲断裂带。
　　记者：请具体解释一下这个结论。
　　杨文采：根据玉树震后巴颜喀拉地块运动趋势可以认为，巴颜喀拉地块在玉树地震后东侧南侧应力被释放，而其北侧巴隆—玛曲活动断裂应力在聚集之中。
　　如果活动断裂上无大岩铆，则将有系列弱震发生，巴颜喀拉地块向东偏南走滑加快。如果活动断裂上有大岩铆，则巴颜喀拉地块向东偏南走滑减缓，将有应力不断积累到大岩铆上，直到强震发生。
　　巴隆—玛曲活动断裂长约上千公里，其上大岩铆存在几率较大，我推测还有可能发生强震。由于还不知道岩铆的大小和数量，发震时间无法预测。
　　记者：面对地震，我们应该怎么办？作为科学家，您有什么建议？
　　杨文采：我的建议是，一定要平静而理性地面对灾害，要消除恐惧，加强研究，认真对待，积极预防。
　　具体说，就是一方面要严密监视加快应力积累的活动断裂，尽可能查出其中大岩铆分布。另一方面要加固重点预防区的公共设施，如学校、医院、交通设施，增加重点预防区地震救援演习和救济物资储备。
　　人力在自然力面前固然渺小，但我们希望能够运用智慧最大可能地减少自然灾害的损失。智慧来自坚持不懈的探索，我相信只要坚持，就能够有收获。