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科學家揭秘強震頻發原因:地下水致地殼變形

谷歌公布的海地地震前后圖片(左為地震前,右為地震后)
谷歌公布的海地地震前后圖片(左為地震前,右為地震后)
即將開園的“曙光防災教育公園”地震科普教育示范區
即將開園的“曙光防災教育公園”地震科普教育示范區
法國Demeter地震衛星
法國Demeter地震衛星

     4月11日,所羅門群島發生今年第二次7級以上地震。2010年以來全球地震似乎有些頻繁:從海地、智利、土耳其、日本、墨西哥到印尼地震,震級都超過7級。全球地震活動出現異常了嗎?這是否意味著——

  據統計,今年以來全球6級以上的強震就已經超過10次。在大的地震間隙,震級較小的地震也是接連不斷,從中國地震信息網上可以看到,四月份全球已發生6次4級以上地震。

  據美國地質勘探局提供的數據,全世界平均每年發生134次里氏6級至6.9級地震,18起里氏7級及7級以上地震。然而,今年迄今已發生的同類震級的地震超過了大多數年份的同期數字。網上有人戲稱,現在地球已經像手機一樣被調到了“振動模式”。那么,現在全球是否已經進入地震高發期?對此地震專家有不同觀點。

  “地震高發期說”存在爭論

  高發說中國地震臺網中心研究員孫士鋐認為,現在全球可能處于一個強震活動的頻發時代。他表示,相對于以前一百年地震活動的歷史,1964年到2004年,這40多年沒有發生8.5級以上地震,而今年已發生兩次8.7級以上地震,這是在40多年相對活動水平比較低的狀態下發生的,說明這幾年全球8級以上地震活動水平明顯偏高,與上世紀前半葉地震活動水平基本相當。上世紀前半葉時地震活動水平也較高,后半葉時相對較弱,進入21世紀后地震活動又有增強的跡象。“假如地震活動存在一個百年周期特征,那么現在可能又一次進入了高震級地震活動頻發的階段。”他認為,這次地震活動高發時代可能要延續一段時間,估計至少在40年以上。

  正常說“單從數據上看,最近幾年強震確實密集,顯示了比較強烈的地球內部運動,但不是說地震已經進入了一個強震頻發期,地球科學理論和觀測到目前為止尚未能給出明確的結論。”北京大學地球與空間科學學院副教授雷軍博士表示,今年以來的地震活動屬于正常范疇,而且8級地震出現較多,表明地震非常大的能量釋放已經得到釋放。未來地震還會持續相當一段時間,但在時間上可能會拉長,在震級上雖然還會保持一定的強度,但是會趨于緩和。

  中國地震局地質研究所研究員許建東說,全球地震仍處于正常水平,現在世界各地的通信系統越來越發達,人們可了解到更多關于地震的消息。中國地震局要求國內4級以上地震也要對外公布,使得報道增多,公眾感覺地震越發頻繁。

  環太平洋地震帶最活躍

  中國地震局地球物理研究所陳斌博士介紹說,目前世界上主要有三大地震帶,分別是環太平洋地震帶、歐亞地震帶和海嶺地震帶。根據現有的資料統計,環太平洋地震帶是全球分布最廣、地震最多的地震帶,所釋放的能量占全球的80%以上,換句話說,全球約90%的地震都發生在環太平洋地震帶上,而7級以上的強震有80%以上發生在這一區域,今年全球爆發的7級以上地震絕大多數也都發生在環太平洋地震帶。

  為何環太平洋地震帶頻發地震?根據板塊運動理論,全球劃分為若干個板塊,太平洋板塊中部的洋中脊快速擴張,使得板塊邊緣與東西兩側的亞歐板塊和美洲板塊發生碰撞,從而導致環太平洋區域地震頻發。研究發現,地震并非均勻分布于地球上,而是集中于板塊的邊界地帶。一般說來,在板塊內部,地殼相對比較穩定,而板塊與板塊交界處則是地殼比較活動的地帶,這里火山、地震活動以及斷裂、擠壓褶皺、巖漿上升、地殼俯沖等頻繁發生。而環太平洋板塊邊界的板塊活動最為活躍,所以地震作用和火山作用也最為頻繁。

  科學家發現地震新成因——水

  一般而言,地震的產生包括三種成因:

  構造成因:這種地震又被稱為斷裂地震,是由地下巖石突然發生錯斷所引起,這種類型的地震分布最廣,其強度也最大,地球上約90%的地震和破壞性最大的地震都屬于斷裂地震;

  火山成因:即火山噴發時由于氣體的沖擊力所引起的地震,這種地震強度較小,只是在火山周圍地區有較顯著的影響,火山地震占地震總數的7%;

  陷落成因:在石灰巖發育的地區,巖石被地下水溶蝕形成巨大空洞,或礦產資源開采形成采空區,上覆巖層坍塌引起地震,這種地震影響范圍小,破壞性不大,約占地震總數的3%。

  發表于近日《自然》雜志上的研究擴展了我們對地震起因的理解。美國猶他州大學能源和地球科學研究所的地球物理學家使用一種稱為大地電磁測深的方法(類似于對病人進行CT掃描使用的X射線),對南太平洋上的太平洋板塊與澳大利亞板塊的俯沖帶進行研究,發現水對地震的產生具有重要作用。在新西蘭南島東海岸的下面,太平洋板塊開始潛入澳洲板塊之下,大概在地下10英里處,水合礦物里所含的水被釋放出來,大部分的水上升到澳洲板塊的地殼以上,進一步破壞巖石,擴大裂縫。這種斷層破裂的網格狀結構削弱了地殼的穩定性,促進新的走滑斷層的形成。在這里,過去的200年里曾發生過接近8級的大地震,這些地震都與走滑斷層有關。流體的作用使得地殼變形,并為地震的產生創造了條件。