地球“震動模式”開啟?
1月13日,自衛隊隊員在日本石川縣輪島市的廢墟中搜救
文/姜文亮
編輯/吳美娜
中國地震&網1月初發布一份統計數據顯示,2023年全球共發生129次6級以上地震,其中7級以上地震19次,最大為2月6日土耳其兩次7.8級地震。全球7級以上地震活動水平與1900年以來年均頻次18次基本持平,但明顯高於2022年7級以上地震的活動水平。
進入2024年,這一“勢頭”延續,日本能登半島1月1日發生7.6級地震,中國新疆烏什縣1月23日發生7.1級地震,巴西西北部與秘魯交界的邊境地區1月28日晨發生6.5級地震……較短時期內全球地震頻發,引發一些人對於地球是否進入“震動模式”的擔憂。
事實上,地震是一種比較常見的自然現象。當前地震多發,並不&&地球“震動模式”開啟。
每天要發生上萬次地震
地震是地球內部由於能量快速釋放發生的急劇破裂産生的震波,在一定範圍內引起地面振動的現象。地球上板塊與板塊之間相互擠壓碰撞,造成板塊邊緣及板塊內部産生錯動和破裂,是引起地震的主要原因。全球地震主要沿環太平洋地震帶和歐亞地震帶分佈,分別佔全球地震的80%和15%。
從全球範圍看,地震活動相當頻繁。據地震學家觀測統計,地球上每年發生大大小小的地震500多萬次,即每天要發生上萬次地震。其中絕大多數太小或太遠,以至於人們感覺不到;真正能對人類造成嚴重危害的地震大約每年有十幾至二十次;能造成特別嚴重災害的地震大約有一兩次。
從統計角度看,當前的地震連發態勢對中國大陸短期內的地震形勢無直接影響,更沒有明確的短期預測意義。
中國受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓,再加上歐亞板塊深部地球動力作用的影響,第四紀(從約260萬年前開始至今)構造活動十分強烈,導致大陸西部直接劇烈隆起,形成世界屋脊——青藏高原,並伴隨有強烈的地震活動;同時,中國受到太平洋板塊北西方向的俯衝推擠,東部地震活動也較強。
受地球板塊擠壓作用影響,中國大陸分為若干活動構造塊體,構造塊體邊界是地震集中發生的區域。歷史上,中國大陸全部8級以上地震、超過80%的7級以上地震都發生在這些邊界地區。
中國共25條地震帶,其中主要有位於中部縱貫中國南北的南北地震帶,位於新疆及境外地區的天山地震帶,位於東部的郯廬地震帶、山西地震帶、陰山-燕山-渤海地震帶和東南沿海地震帶等。1月23日發生的新疆烏什7.1級地震,就位於天山地震帶。有記載以來中國共計發生8級以上巨大地震21次,其中南北地震帶、青藏高原地震帶,以及西北地區地震帶發生巨大地震的頻率明顯較高。
地震短臨預報仍是世界難題
地震的發生是一種極其複雜的自然現象,由於地殼構造的複雜性和震源區的不可直觀性,關於地震特別是構造地震,它是怎樣孕育和發生的,其成因和機制是什麼等問題,至今仍在探索之中。
總體看,科研人員對地震中長期預報已有一定認識,但地震短臨預報仍屬於世界難題,人類對地震前兆現象的理解,還遠未達到規律性的認識程度。究其原因,一是地球的不可入性,即現有的觀測設備不能達到震源深處;二是地震為小概率事件,原地復發周期間隔達數十至數千年,現有觀測到的地震異常樣本太少,難以形成對地震規律性的認識;三是地震成因機理複雜,地震前兆信號複雜多變,現有的實驗室模擬和野外原位觀測模擬,都無法再現地震孕育發生的真實環境與過程。
2023年12月2日,在菲律賓武端市一家醫院,人們在地震後撤離
為解決地震預報科學難題,一代又一代地震地質學家孜孜不倦地努力着。近年來,一些新的地震監測和數據處理技術也為地震預測提供了新的思路和手段。比如,基於機器學習和人工智能的地震預測方法,利用大量的地震監測數據和相關地質地球物理數據,通過訓練模型和算法來預測地震的發生概率和強度;利用衛星遙感和地面測量技術,實時監測地表形變、地殼運動、地下流體場、溫度場、電磁場、重力場等,從而提供地震預測的重要依據。
作為“十四五”規劃建設的國家重大科技基礎設施之一,“中國地震科學實驗場建設工程項目”的建成,將有望加速地震預報科技創新、檢驗地震預報理論技術和方法。同時,中國科學家也在從太空尋找地震預測之法,應急管理部國家自然災害防治研究院牽頭發射的“張衡一號”電磁監測試驗衛星,是中國全新研製的國家民用航天科研試驗衛星,搭建了中國地震立體觀測體系的第一個天基&&,為中國地震監測預測開闢了新途徑。
多技術融合最大限度防震減災
未來,地震預測預報發展必須不斷強化理論創新與技術創新,加強對斷層行為和地震波的研究和認識,加深對地震形成機制的理解;不斷研發機器學習算法,發展人工智能地震預測預報方法;加強多技術的整合、集成與融合,加強地震過程多物理場耦合研究,提升地震預測的準確性和可靠性。
除加強地震預測預報外,加強地震預警能力建設也是減輕地震損失的重要努力方向。目前,美國、日本等國家已經開發了地震預警系統,中國地震監測預警能力也穩步提升,隨着國家地震烈度速報與預警工程於2023年底竣工驗收,可在中國重點地區實現秒級地震預警和全國分鐘級地震烈度速報。雖然預警系統在減輕地震的影響方面顯示出前景,但也仍然存在一些限制和挑戰,包括地震監測數據的準確性和可靠性,預警信息的及時性和準確性等。
降低地震災害損失,不僅要加強“測”,更要加強“防”,注重災前預防,注重災害風險管理,這包括消除地震災害源或者降低災害源的強度、改變災害載體的能量和流通渠道、對承災體採取預防和保護性措施等。
從根本上講,地震的發生和活動斷裂密切相關,因此,開展全國地震重點監視防禦區活動斷裂(正在活動着的斷層)的精準定位,提高重大建設工程和農村建築工程抗震性能,對於地震災害預防和減輕災害損失具有重要作用。
具體做法上,一是開展對重要活動斷裂的精細調查,尤其是調查高地震風險活動斷裂的精確位置,以便城鎮規劃建設和中大建設工程避開活動斷裂。二是針對地震高風險區的城市老城區和偏遠山區,特別是建築密度高、人口比較密集但抗震性能差的老舊建築設施,進行抗震鑒定,判斷房屋建築的抗震能力,及時進行加固改造。三是針對在建和新規劃工程,嚴格按照國家有關法律法規,正確處理好抗震設計與施工兩道關,有效提高建築工程抗震性能。
防震減災科普依然重要
當前,地震科普與安全教育總體而言仍然相對薄弱,許多人對地震常識和自己住所的抗震性能不是很了解,也缺乏積極參與防震減災活動的意識和熱情。因此,需要不斷加強公眾防震減災科普知識宣傳教育,特別是針對重點人群和地區進行地震科普宣傳。
對科普宣傳工作者而言,實踐中必須注重實效性,不斷豐富科普內容,創新科普形式和方法,體現科普工作的多樣性和針對性。比如,組織開展地震應急演練,幫助大眾提前掌握地震發生時的避險自救正確方法,掌握緊急自救和互救技能。
除了地震本身,次生災害的防範也不容忽視。破壞性地震發生後,常會伴隨一系列次生災害,如崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖、海嘯等,並可能造成電氣設施損壞、危險品發生化學反應、易燃易爆物質的爆炸和燃燒、煙囪損壞等,繼而引發火災,這些次生災害會給公眾帶來生命和財産的損失。公眾應了解相關知識,以避免次生以及衍生災害造成的傷害。
需要指出的是,地震發生的機理和規律極其複雜,地震活動趨勢不能僅按照時間上發生的次數來研判,更不能只根據過去2年或幾年地震發生的情況來簡單分析今後地震的發展形勢。目前看來,近幾年全球地震活動水平仍都處於比較正常的範圍之內,某一年度地震發生次數的起伏也都屬於正常現象。
在如今人人都是“媒體人”的信息時代,更應理性認識地震的複雜性,科學應對地震災害,努力做到不信謠、不傳謠。遇到地震發生時,盡量沉着冷靜,臨震不亂,震時就近躲避,震後迅速撤離到安全、開闊的地方,減少因過度恐慌造成的傷害。
(作者係應急管理部國家自然災害防治研究院研究員,空間信息研究中心副主任)