2010年4月14日,青海省玉树县发生了7.1级强烈地震。    最近几年,地球动荡,仅2009年,全球发生7级以上地震19次;2010年前4个月,全球又发生七级以上地震6次。    地震频发,如何认识地震、如何更好地应对地震灾害,如何开展地震研究成为人们必须面对的一道现实课题。为此,记者日前采访了中国地质科学院地质力学所的侯春堂、马寅生、谭成轩、雷伟志等地质力学专家。    地震预报的关键是研究地壳岩石在地应力作用下的破坏机理    地震是地壳一部分岩石在内、外动力作用下突发剧烈运动,引起一定范围内地面震动的一种地质现象。按地震形成的原因,可分为构造地震、火山地震和塌陷地震三类。构造地震是地壳岩石受地应力作用发生脆性破裂,导致积累的应变能突然释放,引起地面剧烈震动。构造地震一般能量巨大,破坏和影响范围广。火山地震由火山爆发引起,一般强度和波及面较小。塌陷地震由地下岩溶洞穴、空洞塌陷而成,影响范围有限。由此可见,地震的本质是地壳岩石受力之后的破坏过程。    因此,地震预报的关键是研究地壳岩石在地应力作用下的破坏机理。包括岩石在不同温压条件下的应力应变特征,地壳岩石中的应力状态及其变化。其中地壳岩石的应力状态及其变化,犹如天气预报中的卫星云图,如果我们能够通过覆盖我国主要活动构造带的地应力监测网络,了解到不同地区地应力的变化,我们就能从中研究活动构造的活动状况,寻找地震活动的前兆信息,寻找和发现地震活动的蛛丝马迹。    由于地震一般都发生在地下10km~30km深处,人们目前还没有办法对震源区的地应力进行直接观测。可谓“上天易,入地难”。目前,世界上最深的钻孔也只有12km,大部分钻孔仅有几百米,深的石油钻孔也只有几千米。这也就决定了人们对地震的观测、研究只能通过间接手段在近地表进行观测。这也是地震预报困难之所在。    目前,地震预报主要是通过监测地震引起的各种地球物理场变化,包括重力场、磁场、水位、水化学成分变化,地面位移(GPS监测网)以及生物的异常反映等。    地质力学理论认为地壳表面和内部发生的各种构造现象及其伴生的物理化学现象都与地应力的作用密切相关。地表的各种褶皱、断裂就是地应力作用的结果。地应力作用造成多种地质灾害,如地震、矿震、煤瓦斯突出、岩爆、坑道突水、巷道变形以及引发崩塌、滑坡、泥石流、沙土液化等。应力集中和释放的机理是地震地质灾害预警的基础。因此,研究地壳应力状态,是地震地质工作的主要内容之一。    中国是大陆强震最多的国家之一    中国是大陆强震最多的国家之一,以占世界7%的国土承受了全球33%的大陆强震。为了对此进行详细说明,专家们还给出了一组具体数据:    中国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广,是一个震灾严重的国家。20世纪中叶以来,100多次破坏性地震袭击了22个省(区、市),其中涉及东部地区14个省份。    为什么会如此呢?专家们解释说,这与中国在地球上所处的位置是紧密相连的:   中国位于世界两大地震带——环太平洋地震带与欧亚地震带的复合部位,受太平洋板块、印度板块和菲律宾海板块的挤压,地震断裂带十分发育。    专家们说,我国的地震活动具有明显的分带性,主要分布在五个地区的23条地震带上:一是台湾省及其附近海域;二是西南地区,主要是西藏、四川西部和云南中西部;三是西北地区,主要在甘肃河西走廊、青海、宁夏、天山南北麓;四是华北地区,主要在太行山两侧、汾渭河谷、阴山—燕山一带、山东中部和渤海湾;五是东南沿海的广东、福建等地。    中国地震的另一特点是西部地震频度高,东部地震影响大。专家们介绍说,在汶川地震前的2001年,我国西部就有一次8.1级的地震——昆仑山地震。因为发生在荒无人烟的青藏高原,所以并不被大众所知。    唐山地震已成为中国人心中抹不去的痛。专家们强调,华北地震区是我国重要的地震区,它对北京、天津、辽宁、河北等10个省市都有影响。    我国地质力学处于国际前沿地位,地震研究要多方合作    专家们认为,中国利用地质力学理论揭示地震发震机理,开展地震预报,具有得天独厚的条件。原因之一就是,在地质力学理论的创立者李四光的亲自领导下,我国地质力学无论是在理论研究还是在实践上,都处于国际前沿地位。    据专家介绍,长期以来,中国地质科学院地质力学研究所的专家们,深入研究地壳运动产生的各种形变现象的规律 ,研究由地壳运动产生的物质的变化规律,以及两者的相互联系,使地质力学理论和方法体系更加完善,在中国的地质工作和研究中得到较广泛的推广和应用:    开展了地震地质研究。1962年广东新丰江6.1级水库诱发地震发生后,李四光教授即提出我国需要开展地震地质研究。他把地震地质研究的目标概括为两方面:一是确定中长期地震危险性预测区带,为短期或临震预报指明方向和工作重点,为防灾减灾服务;二是在确定的地震危险性区带开展区域地壳稳定性评价,寻找‘安全岛’。    李四光强调,为了确定中长期地震危险性预测区带,需首先进行活动构造带研究,为此需要解决两个问题:哪里是活动构造带,它是怎样活动的?构造带的活动程度如何,是怎样引起地震的?对于活动断裂带,以下几种情况值得注意:一是活动断裂带曲折最突出的部位,往往是震中所在的地点。因为那些部位往往是构造脆弱的地方,也往往是地应力和能量集中的处所。二是活动断裂带的两头,有时是震中往返跳动的地点。因为活动断裂带在构造应力作用加强而被迫向外扩展的时候,在已有构造运动形迹,它的两端是进一步发展最有利的部位。三是一条活动断裂带和另一条断裂带交叉的地方,往往是震中所在的地点。因为断裂交叉的部位,断面多崎岖不平,或者有大堆破坏了的岩块聚集在一起,容易导致地应力和能量集中。    建立了‘安全岛’理论。总体上说地震带是不安全的但是,在地震带中存在一定的安全区域,这些安全区就是‘安全岛’。在‘安全岛’理论的指导下,上世纪三线建设中建于‘安全岛’内的军工厂等设施,在汶川地震中几乎就没有受到破坏,再次证明‘安全岛’理论的科学性。    捕捉了强震发生前后地应力的显著变化。中国地质科学院地质力学研究所廖椿庭研究员等在青藏铁路沿线2001年11月14日昆仑山8.1级特大地震前后地应力测量结果表明:地震前后地应力大小和方向发生较大变化,其中震前实测地应力大小是同等深度同类岩性该地区平均值的4~6倍,应力高度集中,而地震发生后地应力大小大幅降低,并且水平最大主应力方向也显著改变。研究成果对到青藏铁路的规划建设起到了重要作用。    地质力学所的专家们呼吁,地震地质研究和地震预警预报是一个多学科多领域多部门综合研究的科学,应多方合作,百家争鸣,在全国尽快建立起我国主要活动构造带地震发震机理的研究机制:    一是要尽快建立覆盖全国主要活动构造带的地应力监测站网;    二是应加大地质力学基础理论研究的投入力度,开展地震地质研究,为地震预测预报研究服务。

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