□ 特约记者  李晓明

这是一条特别要命的裂缝。

它绵延长约500公里,宽达70公里,规模巨大,沿着四川盆地西北缘底部切过,位置十分特殊,地壳厚度在此陡然变化,在其以西为60公里~70公里,以东则在50公里以下。它的东部仅100公里外就是人口密集、工业发达的成都平原地区和大城市群。

历史上,它并不安分,有过多期活动。1657年4月21日,爆发有记录以来最大的6.2级地震。据地震学者考证,此后300多年间,这条断裂带再未发生过超过6级的强震。

2008年5月12日14时28分,它突然发作,大地撼动,震级7.8级。

它就是龙门山断裂带。

汶川本是地震多发带

地震预报是世界性难题。现代地震科学运行上百年了,科学家们依然无法摸清地震发生的特性。

或许,这就是地震的特性,尚无人类的认识可以规范和认识它。发生地震的断层会以要命的方式积聚能量,突然爆发。它总是很有耐性地等待,等待……突然间,地动山摇。

汶川地震即是如此。

在短短数分钟内,地震波迅速扩散开来,宁夏、青海、甘肃、河南、山西、陕西、山东、云南、湖南、湖北、重庆、北京、上海等国内多个省市的人们震感明显,这股强大的能量甚至波及泰国、越南。

震级大、能量强、波及范围广,一度被概括为汶川地震的主要特点。

中国地震局研究员张国民表示,地震震级越大,释放能量越多,波及范围就越广,汶川这种7.8级地震波及10多个省市,符合强震影响的范围。

另一种说法认为,强震能量波及之处,也可能在异地引发地震。中国科学院院士、国家减灾委员会专家委员会主任马宗晋在接受央视采访时表示,此次汶川地震波及范围广,目前尚不好判定是一个地震造成的结果,不过通过地震记录的方式,科学家可以查明地震波是远处传来的还是近处发生的。

何以这条沉睡数百年的断裂带会突然爆发出如此巨大的能量?

马宗晋认为,汶川所在的川西地区本身就是地震多发的地带,整个西部地区是南北向山脉的集中区,能够划分出7个地震活跃带,以往这里常见7级以上地震,甚至8级以上强震也发生过,一直是科学家们最为关注的地带,也是中国地震局重点观测的地区。

但是,地震绝不会按照人类的标准作息,汶川地震让所有人猝不及防。

马宗晋同时提醒说,自2001年发生昆仑山大地震以来,我国西部地区已经连续发生两次8级左右的强震,这意味着西部地震带有活跃的迹象。

龙门山断裂带的疑问

查询学术期刊网,有关龙门山断裂带的研究论文多达数百篇。

在专业研究者那里,龙门山断裂带是由3条大断裂构成,自西向东分别是龙门山后山断裂,龙门山主中央断裂,龙门山主边界断裂。后山断裂为一逆冲断裂,此次地震受灾的汶川、茂汶即分布在其上,同时它还是1657年大震发生的区域。此次受灾的北川落在主中央断裂上,它属于逆一走滑断裂。同样受灾的都江堰市落在主边界断裂主,属于逆冲断裂。

但这只是一般的认识。并不是所有的研究者都能认同。学术论文中,对龙门山断裂带的认识及分类多出歧见。

即使同在地质力学研究所里,接受采访的几位研究员中,对于龙门山断裂带的延伸走向也难以统一认识。

因此、尽管它的历史足够悠久,吸引了足够多的专家学者为其耗费精力与智力,但它对于人们而言依然是一个谜。不过这也不足称怪:它穿过千差万别的地形,切割出一条谜一般的路径,更多的时候,它潜伏于地表下,甚至还分出若干条小的支脉。研究人员通常无法透视地下的情况,往往难以断定哪一个才是真正的主脉。

人们如此关注龙门山断裂带,是因为地震往往由断层断裂引发。通常当人们被问及地震发生原因时,往往给出这样的答案。

关键词就是断层。一般地,从事地震研究的科学家认为,当断层突然断裂时。地壳中与这条断层邻近的两个断块会突然发生水平方向或者垂直方向的错动,从地层深处发生断裂的那个点上会有巨大的能量释放出来,这种能量以地震波的形式辐射开来。一种叫做P波的地震波在传播过程中会拉伸或者压缩岩石,另一种S波则使岩石发生横向摆动。地质学家通过分布在世界各地的地震监测站对这两种地震波进行记录,就能够确定震源的位置以及处于震源正上方的地面位置,即震中。地震发生时产波和S波在地球表面上形成表面波,引起地面的上下震颤和左右摆动,通常沿着发生断裂的断层传播时能量是最强烈的。

但是,还是会有很多个问号:断层是怎样断裂并引发地震的?又是什么让地震停下来?断层在发生灾难性的断裂前是否存在人类可以认识的模式或者规律……

马宗晋院士认为,目前世界上的地震预测还说不出理论上预测的结论,根本原因在于各个地区地下的地质情况千变万化。

地质力学研究所的专家也认为,上天容易下地难,与对天空的认知相比,人类有关脚下地球的知识依然有限,而且个体知识储备的差异也使得对干同一个研究对象的理解不尽相同。值得庆幸的是,科技的进步已经在逐步缩小这种理解上的差异,不过根本的困难在干,由于地质情况跨越的时空尺度往往超越人类的极限,相关的研究在实验室条件下不易获得可靠的结果。

笼罩在龙门山断裂带上的疑问,也是关于地震发生根本原理的疑问,注定需要人们积累足够的认识。依赖更为先进的探测手段。获取充分的约束性研究条件,才能最终得到解答。

酒泉惊现地应力震前异常

距离汶川840多公里外的甘肃山丹酒泉某处,几乎在地震发生的同时,地质力学研究所在此设立的地应力监测站捕获到了地应力变化异常。

5月12日下午3时许,北京地质力学研究所办公楼。长期从事地应力监测研究的彭华研究员在获悉四川发生地震时,立刻冲向楼下的地应力监测实验室。

打开服务器,彭华屏住了呼吸。

几乎在当天下午地震发生的同时,电脑屏幕上的地应力监测曲线发生突跳,连续多日保持在164万个应变单位附近的固体潮曲线突然在地震发生时在1分零8秒大幅探底至50万个应变单位,又在12秒内瞬间又升至167万个应变单位,曲线图上这一突跳显得截然与剧烈。此后经过四五个小时,曲线才趋于恢复正常。

而且此前一天也出现多次应变突跳,不过没有12日当天的变化幅度那么明显。

此后,彭华与实验室成员再也没有离开过实验室,远在千里之外的酒泉监测站每隔3秒钟能够自动获取一组地应力监测等数据,并实时传回到北京实验室的服务器上。

根据彭华的观察,5月13日凌晨至上午10时,仍然能够观察到多次余震引起的应变突变现象。

在接受采访时,彭华表示,虽然前一天到地震前数小时观察到这一地应力变化异常,但仍不足以判定其说明此次汶川地震的能力。毕竟这是在距离汶川800多公里以外的酒泉,而且是仅此一个监测站点获得的数据。

对获得的这一监测成果,中国工程院院士、地球物理学家赵文津也表示进一步作出结论还需要谨慎。

此前在2001年11月14日,昆仑山发生了中国大陆上最强的8.1级地震。负责青藏铁路沿线地应力监测的中国地质科学院地质力学所研究员廖椿庭,获得了人类有地震记录以来第一组震前震后的地应力数据。

当年9月,廖椿庭在昆仑山活动断裂带中段西大滩附近进行两个测点的地应力监测,发现两个测点的地应力值都比较高,遂判断断裂带现今活动性增强,有可能给正在施工建设的青藏铁路带来影响,并提请铁路设计单位特别注意。两个月后的11月14日,昆仑山口西发生了8.1级强烈地震。

2002年,当廖椿庭再次对同一地点的地应力进行测量,发现震后地应力值只有震前的1/3,同时方向也发生了偏离。根据这次监测获得的数据,廖椿庭在国际一流学术期刊《地球物理通讯》上发表了《昆仑山断裂里氏8.1级地震前后地应力的变化》,通过理论分析和模拟实验表明,地震过程与应力变化存在动力学成因联系。这项观测成果对解释昆仑山大地震机理具有重要意义,引起了国际同行专家的高度关注。

赵文津表示,昆仑山地震前后地应力变化的监测和研究成果在原地获得,更具有参考价值。但他同时认为,这两次地应力监测研究的成果表明,加强地应力监测对于发现地震前兆、预测预报地震具有重要科学意义。

不过想要做到这一点,不能依赖一个或几个监测站点,而是在区域上形成地应力监测网络,如此,才能形成对断裂带地应力变化的有效监测。

彭华告诉记者,地应力测量研究是上世纪60年代著名地质学家李四光倡导并发起的,通过这种手段坚持对断裂带进行长期科学监测,了解其活动周期和运动规律,记录和研究地震前后地应力变化过程,可以帮助人类更好地了解地震的孕育与发生过程,解释地震发生的前兆特征信息,探索地震预报的方法。

尽管对全世界的地震学者而言,地震是自然规律使然,地震预测至今仍然是神话,但是人类探索自然之精神永恒,我们应该告诉自己。并且尽量让自己相信,我们肯定能够想出办法,为难以捉摸的地球活动建立规则,最终攻克地震预报这一亘古科学难题。

                        (2008.5.15,地质勘查导报,3版)