泸定遭6.8级地震,我们关心抗震救援,更疑惑为何四川地震如此频繁?

天有万象,地有四川。造物主似乎特别钟情于四川这块西南内陆之地,在赋予它山地、丘陵、平原、盆地和高原多样地形的同时,也发祥了古蜀文明、盐业文化,酒文化、三国文化,红军文化和巴人文化的精彩纷呈,但秀美风光的背后却也蕴藏着惊天动地的毁灭力量,这股力量便是来自构造断裂带的地震,9月5日它犹如一个幽灵猛然间窜出四川泸定县的地面,以6.8级的震级撕裂了大地,也撕裂了天府之国的朗朗天幕。

天有万象,地有四川。9月5日泸定县6.8级的震级撕裂了大地,也撕裂了天府之国的朗朗天幕。

来自地壳深处的“变形”能量

地震是大地的快速震动的自然现象。当地壳聚集的应力超过岩层或岩体所能承受的极限时,地壳便发生变形、断裂、错动,急剧地释放积累的能量,并以弹性波的形式向四周传播,引起地表的震动。根据地震仪的记录统计,全球每年都会发生超过500万次的地震,其中有感地震仅为5万多次,而震级超过6级的地震每年约为100次以上,那些造成较大破坏性的7级以上的地震,平均每年有十几次,而8级以上的特大地震平均每年只有1次左右。

全球每年都会发生超过500万次的地震。图为9月份以来全球发生的地震,引自中国地震台网

6月-9月10号,全球发生6级及以上地震的汇总,数据引自中国地震台网。

可见地震越大,发生的机会就越少,地震增加一级,地震发生的机会约少十分之九。但地震所释放的能量却十分惊人,一场轻微地震至少要释放103~108焦耳的能量,足以把一万吨的物体抬高1米,而一次8.5级的特大地震所释放出的能量约为3.6×1017焦耳,相当于一座100万千瓦的电厂连续10年发电量的总和,比一颗氢弹爆炸释放的能量还大。

2008年震级达到8级的汶川大地震后的惨状

汶川地震从这里开始撕裂大地,几百万立方米的岩石碎块从陡峭的山崖上倾泻而下。图为汶川映秀镇地震遗址

不过并不是所有地震都会造成巨大灾害,只有地震发生在人类城镇附近、给生命和财产造成损失时,地震才会成为震灾。比如2008年震级达到8级的汶川大地震,地震波共环绕了地球6圈,其释放的能量相当于5600颗广岛原子弹爆炸所产生的能量,当量高达1亿吨TNT爆炸的能量,导致50万平方公里的范围被严重破坏,69227人遇难、17923人失踪,受灾总人口达4625.6万人。

1979-2019年四川及其周边4.5级以上地震分布图

四川地形图,图引星球

四川省内的八大地震断裂带

但汶川大地震还仅仅是发生在四川省内遍布的八大构造断裂带中的龙门山断裂带上。打开四川省构造图,有三根粗线条的构造线十分醒目,它们呈Y形将整个四川的大地构造分为三个块体,即川滇菱形块体、川青块体和四川块体。这些地震断裂带就分布在这些地块相交之处,大致集中在东经104度以西的地区。所以四川发生强震的频率高于全国平均水平,自汉代以来,有记录的7级及以上的大地震就有几十次。

四川省构造图上有三根粗线条的构造线十分醒目,它们呈Y形将整个四川的大地构造分为三个块体。

地震断裂带就分布在这些地块相交之处,大致集中在东经104度以西的地区。

至于这八大地震断裂带分别为鲜水河地震带、龙门山地震带、安宁河-则木河地震带、金沙江地震带、松潘较场地震带、理塘地震带、木里-盐源地震区、名山-马边-昭通地震带。而此次甘孜州泸定县地震就位于鲜水河断裂带南东段磨西断裂附近,属于走滑型地震,相当于两辆车擦肩而过,距离变了,不过高程没有变;而汶川大地震则属于逆冲型地震,相当于两辆车迎面相撞,一辆车前部飞到了另一辆车顶,所以汶川地震的震级远高于泸定县地震。

泸定地震发生后,从磨西镇通往海螺沟景区的道路毁坏较为严重,目前正处于抢修中。

航拍震后的四川甘孜泸定磨西镇。

而鲜水河断裂带的具体范围,北起甘孜县,经炉霍、道孚、康定等县,止于泸定县的磨西南部,长约350公里,全带都在甘孜藏族自治州境内,是四川省地震最多、最强的一条地震带。穿行在高山峡谷中的鲜水河地震带,西边的贡嘎山是青藏高原东缘隆升最高的地方,海拔7500多米;东边的磨西沟则向下强烈切割形成数十米的深沟,地质运动活跃,地震频发。

四川泸定6.8级地震震中位置分布图

自1700年以来,沿鲜水河断裂带发生震级6级的地震15次,震级7级的地震9次,分别是1786年康定-泸定的7.75级地震 ,1923年的炉霍-道孚7.25级地震 ,1955年的康定折多塘7.5级地震 ,1973年的炉霍雅德7.9级地震。不过甘孜州已进入青藏高原,地表流水侵蚀作用和人类活动影响都很微弱,多次地震在震区形成的断裂、断陷等地震遗迹才得以完整保存,我们仍能看到地震遗留的痕迹。

河边的台地是由地震沉降形成的,图中左边为断裂活动的沉降部分,多期次沉降形成多个缓坡状的台地。

龙门山地震断裂带位于四川盆地的西北边缘,贴近成都平原,北起青川县,到泸定县与鲜水河断裂带相接。

相比鲜水河断裂带,龙门山地震断裂带位于四川盆地的西北边缘,贴近成都平原,北起青川县,经北川、茂县、绵竹、汶川、都江堰、大邑、宝兴等县市,到泸定县与鲜水河断裂带相接,绵延500多公里,宽约70公里,呈东北-西南方向展布,与龙门山山脉大体一致。而龙门山东北接摩天岭,西南止岷江边,西边是巴颜喀拉山脉,东南是四川盆地,海拔1000~1500米,包含有龙门、茶坪、九顶等高山。

龙门山断裂带是仅次于鲜水河的第二大地震带,是地震学家最为关注的地带,也是中国地震局重点观测的地区。

龙门山断裂带由3条大断裂构成,自西向东分别是属于属于逆冲断裂型构造的龙门山主后缘断裂带、属于逆冲-走滑断裂型构造的龙门山主中央断裂带和属于逆冲断裂型构造的龙门山主边界断裂带,是青藏高原向东移动时,遭遇坚硬的四川盆地阻挡,两个地块相互挤压作用形成,至今龙门山每年都存在1-3毫米的运动,所以龙门山断裂带是仅次于鲜水河的第二大地震带,是地震学家最为关注的地带,也是中国地震局重点观测的地区。

龙门山断裂带是仅次于鲜水河的第二大地震带,是地震学家最为关注的地带,也是中国地震局重点观测的地区。

2013年4月20日雅安芦山县又发生7.0级强震,震中距成都仅有100公里,震源位置正是龙门山断裂带南段。

自1169年以来,共发生破坏性地震26次,其中里氏6级以上地震20次,最大地震便是2008年的汶川大地震,里氏8.0级,矩阵级8.3级,这次地震的强度达到了史无前例的11度。原因正是青藏高原挤压四川盆地之下的刚性地块,长期积累的构造应力能量突然释放的结果。而之后在2013年4月20日雅安芦山县又发生7.0级强震,震中距成都仅有100公里,重庆及陕西的宝鸡、汉中、安康等地均有较强震感,而震源位置正是龙门山断裂带南段。

2017年九寨沟地震构造图

安宁河-则木河断裂带北起石棉县,经冕宁县、西昌市转向东南方向,再经普格县、宁南县,止于云南省巧家县。

第三大地震带则是安宁河-则木河断裂带,北起石棉县,向南经冕宁县、西昌市转向东南方向,再经普格县、宁南县,止于云南省巧家县,长度接近300公里,主要范围在凉山彝族自治州境内。带内曾发生6级和7级以上地震3次,最大的两次是1536年西昌北7.5级地震和1850年西昌普格间7.5级地震,特别是后者,造成了2万多人死亡,至今在西昌市泸山光福寺陈列的地震碑林,均有碑刻记录,其中仅1850年的地震碑刻就有八九十通。

青藏高原主要活动断裂(右上)与安宁河断裂-小江断裂带展布图

鲜水河断裂带、安宁河-则木河断裂带、理塘断裂带和木里-盐源断裂带示意图。

其余地震带,如沿金沙江东侧,北起德格县,经白玉、巴塘两县南到得荣县的金沙江断裂带,也曾发生过1870年巴塘7.3级地震和1989年巴塘6.7级地震;位于阿坝藏族羌族自治州境内,包括九寨沟、松潘、平武等县和茂县的较场等地的松潘-较场断裂带,也曾发生过7级以上地震4次,最大的是1933年茂县叠溪7.5级地震;甘孜州理塘县境内的理塘断裂带,也曾发生过1948年的理塘7.3级地震。

金沙江是长江的上游河段

新发现金沙江河谷巧家段的地震滑坡证据与特征

凉山彝族自治州木里县和盐源县境内,向南可延伸到云南省宁蒗县的木里-盐源断裂带,带内也曾发生过6.0-6.9级地震5次,最大地震是1976年盐源、宁蒗县6.7级地震;以及北起名山区,经峨边、马边、雷波等县,南到云南省昭通市的永善、大关县的名山-马边-昭通断裂带,带内曾发生7级和7级以上地震2次,最大的是1974年的永善7.1级地震。

八大断裂带上集中了四川几乎所有的大地震,其形成的“罪魁祸首”则是印度洋板块对亚欧板块的持续挤压抬升。

四川八大断裂带形成的罪魁祸首

天摇地动间,成千上万的生命被掠夺,曾经美好的家园成了废墟,这八大断裂带上集中了四川几乎所有的大地震,而引发断裂带形成的“罪魁祸首”则是印度洋板块对亚欧板块的持续挤压抬升,而四川、云南正处于这两大板块交界处。大约5500万年前,印度板块离开南极大陆,以每年18~19.5厘米的速度冲向欧亚大陆板块,但由于欧亚板块“势大力沉”,故斜着俯冲插到后者下方,由此青藏高原和帕米尔高原隆起,同时在青藏高原东南部形成侧向滑动的横断山脉。

大约5500万年前,印度板块离开南极大陆,以每年18~19.5厘米的速度冲向欧亚大陆板块。

由于欧亚板块“势大力沉”,故印度板块斜着俯冲插到亚欧板块下方。

随着印度洋板块不断向东和东南方向传递应力,但周边地块除了东南方向的中南半岛地块以外均属于刚性地块,包括北部的塔里木地块、东北部的阿拉善地块、鄂尔多斯地块、东部的四川盆地(华南地块的一部分),所以当青藏高原推不动四川盆地地块时,便转而强推华南地块和中南半岛地块,于是横断山脉便成了这股力量释放的前沿,原理类似于碰碰车,这便是四川和云南两省地震频仍的根源。

随着印度洋板块不断向东和东南方向传递应力,当青藏高原推不动四川盆地地块时,便转而强推中南半岛地块

亚洲的部分引力分布图,印度洋板块和亚欧板块碰撞挤压形成的喜马拉雅山脉无疑是引力最高的区域。

所以四川省西部是“连环地震”多发的重灾区,不管是鲜水河断裂带,还是龙门山地震带、安宁河-则木河断裂带、攀西断裂带等均处于青藏高原边缘的横断山脉地区。但提前预测地震发生却是一个令全世界的地震学家都尴尬的问题,全球每年发生的500万次地震,真正被准确预报的仅占很小比例,而中国的地震灾害是全球之最,不过地震预报似乎并不容乐观。

1900-2017年世界范围内的地震分布图,图引地球知识局。

地震造就川人的“巴适”文化

频繁的地震给四川各大断裂带沿线的人们带来巨大的经济损失,甚至改变了人们的生产生活方式。但也铸造了四川特殊的“巴适”(意为很好、舒服)文化,而且还形成了一个共识,即大震跑不了,小震不用跑。正是这种不知道地震和明天哪一个先来的无可预测,所以四川人觉得人生只有一件大事,那就是吃得巴适,玩得安逸!

成都平原直面龙门山脉,所以龙门山地震带对成都平原影响最大。

冲出群山的江河裹挟着泥沙,不断在盆地西缘沉积,发育出四川最为肥沃的平原—成都平原。

不过实际上,四川地震主要集中在阿坝州、甘孜州、凉山州和雅安四地,总人口仅有860多万人,不足四川总人口的十分之一,而人口集中的四川盆地腹地,比如常住人口达到2119.2 万的成都,并没有发生过大地震,由岩石和泥土等沉积物的成都平原足够坚硬,当地震波传来时已被消耗掉一定的强度,所以往往四川西部地震时,成都虽有震感,但并没有受到明显影响,其他东部地区也均是如此。

古蜀人融合四方文化,在成都平原创造出迥异于中原的三星堆文化和金沙文化,图引星球研究所

当然高层大楼在2008年汶川地震后要求采用的钢混框架剪力墙结构,因剪力墙的侧向刚度,拥有更强的抗变形能力,整体韧性更好,能够应付地震带来的左摇右晃,抗震等级一般是8级。这也是地震中,我们经常见到砖混结构的低层建筑被拦腰截断,却几乎不见高层大厦有这种情况。这也是四川人认为“小震不用跑”的原因之一。

什么事地震救援的“黄金72小时”,图引国家应急广播

当然地震发生的突然性,主地震持续时间的短暂,通常不足1分钟,像此地泸定地震仅持续40秒左右,除了平房建筑,普通人根本难以在如此短的时间内跑出去,而且一般性地震,也不会造成高层建筑倒塌,但房顶、墙壁上的各种物件会受震砸落,碎片飞溅,高大的柜子可能轰然倒下,加之震动中本就落脚不稳,贸然拔腿飞奔很容易被砸到。所以地震时拔腿就跑反而更容易中招。

预警震级的大小,可不是一件简单的事。

“大震跑不了,小震不用跑”并不是四川人的“躺平”,而是应对地震最坦然的精神。

所以“大震跑不了,小震不用跑”并不是四川人的“躺平”,而是应对地震最坦然的精神。实际上,相比地震的震动带来的破坏,更要担心是因地震让大地受到强烈振动作用,地层结构的稳定性遭到削弱,进而触发的滑坡、崩塌、泥石流等次生地质灾害,这才是导致最要命的灾害。

参考文献:《四川地震全记录(上下卷)》--孙成民;

《四川地震资料汇编》--四川省地震局编辑组;

《鲜水河断裂的几何形态对地震发生的影响》--李晓帆、闫伟;

《2008年汶川8.0级地震的发震构造:沿龙门山断裂带新生的地壳深部断裂》--徐杰;高祥林等;

上期回顾:巴基斯坦遭30年来最强洪灾,整治印度河或可学习中国淮河治理经验

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