《科技潮》
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地球运动超出地震学家的想象
2008-11-30 16:29:03当5.12汶川地震发生后，无数人不由自主地询问一个问题：“汶川地震为什么没有预报？”因为无数人都认为，地震预报可以做得像天气预报一样，而实际上，这只是中国地震学家奋斗的一个目标。地震能否预报在学术界一直处于争论之中，迄今没有定论。
地震学家、中国工程院院士许绍燮在接受记者采访时说：“汶川地震没有预报已经是一个事实。作为地震学家，现在需要思考的首要问题仍然是：地震究竟能否预报？紧接着的问题是：汶川地震有没有可能预报？”
他告诉记者，地震预报研究至今，地震学家长期以来主要从微观尺度根据已发生的地震在震源机制、岩石破裂过程、地震前兆等方面开展研究。尤其是中国，在这些方面相比其他国家研究更有收获。但地震预报问题依然一直没能解决，目前的预报成功率约为30%。显然，这样的概率离人们的期望很遥远，甚至难以接受。地震预报研究40余年过去了，如今地震学家们或许应该在研究思路和策略方面作些拓展。从更广大的范围研究地震，有可能为地震预报找到一条新途径。
许绍燮院士的观点从何而来？他的根据是什么？对此，记者进行了一番探访。
记者：您在研究中有什么新发现吗？
许绍燮：千公里尺度的地层，也就是全中国的地层甚至整个亚洲的地层，可在瞬间发生整体浮动。这种现象没有任何一位地震学家曾料想到。
记者：大地层的瞬间浮动能说明什么？
许绍燮：地震学界很早就注意到，在油田，人们经常能看到井管被错断的现象。这表明，地层内的分层间是可以产生相对运动的。不过，井管错断的运动规模，一般在层深百米级左右，面积跨度为公里级，运动的时间经常以年计算。地震学家称它为准静态规模。
但是，在最近5年中，我的研究小组发现，在地层层深达10公里级处，相当于浅源地震震源的深度，展布面积为数千公里的洲际尺度上，地层错动显示出瞬间变动时间，可以时、分、秒计算。如此巨大的层块、如此快速的运动，其所涉及的能量相当惊人，值得地震预报研究给予关注。
记者：您是怎样发现大地层瞬间发生错动的？
许绍燮：2001年11月14日，昆仑山发生了8.1级地震。这是一个只有少量人口的地区，大部分人不知道这次地震，但这次地震是地震学家高度关注的事件。我自然也不会放过这次大地震的资料。我调出了全国各地地震台网监测的历史记录，并开展了深入的探讨。
我在2001年11月5日这一天18时的记录中，看到一种特殊的耦合地震波。在1小时之内，地脉动造成的地面运动，格尔木与高台的记录是：它们的垂直方向波呈现反向波动；而呼和浩特与黑河的记录是：垂直方向波呈现同向波动。
记者：这又能说明什么呢？
许绍燮：这种波纹的出现，必须是这两个地方的地层既能同时向一个方向运动，也能向反方向运动。也就是说，格尔木与高台的地层、呼和浩特与黑河的地层可被同时浮动。这种浮动，对于地震学家而言，可以对地球构造动力的认识提供新的启迪。
记者：这种现象是您最先发现的吗？
许绍燮：从查询的历史地震资料看，还没有人有过这样的介绍。
记者：大地层运动是什么东西在内部作用呢？
许绍燮：是磁电的“影子”。
记者：为什么是“磁电”而不是其他力量？
许绍燮：昆仑山地震前，中国地震局布设于高台、呼和浩特、武汉、沈阳、成都、广州、和田、泰安和格尔木的9个超宽频带数字地震仪——JCZ仪器，同时监测并记录到一个大脉冲波。其中，格尔木记录的时间是2001年11月6日格林威治时间01点51分57.4秒，呼和浩特是当日01点51分58秒，它们之间只差0.6秒。高台与成都仅相差3.2秒；泰安与黑河之间只差1.1秒；和田与广州之间只差3.5秒。
如此遥远的距离，地震仪同时记录到同一个波型，自然界只有30万公里/秒的电磁波能够达到这样的速度，其他波，如声波、应力波之类不可能有这样的传递速度。所以说，磁电参与了地层的运动。这样的大脉冲波，在以往地震仪器记录的历史资料中不曾有人注意。我也是用了多年时间才在地震资料中发现这个现象的。
记者：地震有不同等级之分，您认为地震震级的大小由什么控制？
许绍燮：地球不同分层控制着不同的地震震级事件。自古至今，中国大陆内部高震级地震大多集中在距离地面10～25公里深度范围内，强烈地震在浅于10～15公里层很少发生，在深于25～30公里层面，也很少发生。同时，与地震在垂直方向非常局限相对应的是，强烈地震在水平方向的扩展却极为广阔，经常千百公里连绵不绝。强烈地震在分布范围极广而深度并不厚的薄壳中发生。这种薄壳结构受力后很容易屈曲变形，其屈曲变形波控制着地震分布地点与地震震级。
记者：您从什么时候开始研究大地层运动？
许绍燮：1980年，我在研究北京周边地质结构与地层屈曲的关系时，发现华北的地震与西南的地震有一定关联。地震之间的间隔距离呈现5度～10度，也就是约500公里～1000公里的距离，其大部分地震之间的间隔在550公里左右。由此，我开始考虑并关注大尺度地层与地震之间的关系问题。
记者：您在发现大地层瞬间运动中，还有其他发现吗？
许绍燮：有的。昆仑山地震研究显示，地震有前兆。在地震仪的记录中，2001年11月14日发生主震前的4天，即11月10日，格尔木台记录到地层发生过颤震。颤震波形图与主震图形惊人的相似，表明它们的动力过程相似，从而应可证明地震具有可预测性。
记者：汶川地震是否也有诸多大尺度的现象呢？
许绍燮：汶川地震也存在着大尺度的证据。从地球上7级以上地震分布情况看，汶川地震分布于各方向地震带的一个广大空白交汇点。这让我想起玻璃的崩裂：当周边都出现裂纹后，如果继续用力，其中心点势必破裂。你知道，地震现象的复杂性在于一个个地震并不十分相同，什么是它们间的普适性或者共性？这不是几天可以完成的研究。然而，所有研究工作的最终目的是预报地震。虽然地震预报很难、很复杂，但这不意味着可以放弃。中国地震学家前40年钻进去了，现在可能需要在更加广阔的视野中探求地震发生的规律。
许绍燮 地震学家，中国地震局地球物理研究所研究员。中国工程院院士，第三世界科学院院士。长期从事核爆地震与天然地震监测工程技术研究，曾组建微震台网，创导地层屈曲变形模式以解释地震的分布图像，提出缺震、等间距性、地震发震时刻与日月位置有关等震兆，提出地震预报能力评分方法。主持编写地震活动性地震预报方法程式，中国地震震级标准化。
