汶川大地震成因分析讨论

1楼
中外专家和机构分析汶川大地震成因
 
中国四川省汶川县5月12日发生里氏7.8级地震,宁夏、云南、重庆等10多个省区市以及越南和泰国均有不同程度的震感。中外专家和机构对此次地震成因作了初步分析。
 
中科院地质与地球物理研究所研究员、青藏高原研究专家王二七对汶川地区地质构造比较熟悉,5月上旬刚去过汶川地区。他分析说,汶川地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心,位于汶川——茂汶大断裂带上。印度洋板块向北运动,挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时,也同时向东运动,挤压四川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。虽然龙门山主体看上去构造活动性不强,但是可能是处在应力的蓄积过程中,蓄积到了一定程度,地壳就会破裂,从而发生地震。
 
日本东京大学地震研究所说,这次地震位于龙门山断裂带,过去几百年里这一断裂带附近多次发生里氏7级以上大地震,但是龙门山主体并没有强烈的活动,直到这次地震的发生。断裂自东北向西南沿着四川盆地的边缘分布,长300公里至400公里,宽约60公里,沿断裂青藏高原推覆在四川盆地之上,由于蓄积的应力超过了岩石强度的临界点,龙门山断裂带就发生了里氏7.8级大地震。
 
美国地质勘探局发布的消息也认为,这次地震的震中和震源机制与龙门山断裂带或者某个相关构造断层的运动相吻合,地震是一个逆冲断层向东北方向运动的结果。从大陆尺度上来看,中亚和东亚的地震活动是由于印度洋板块冲撞欧亚板块造成的。
 
美国南加州地震研究中心教授郦永刚告诉新华社记者,龙门山断裂带属地震多发区内的活动断层,来自青藏高原深部的物质向东流动到四川盆地受阻,向上运动,两者边界即为断层面。如果断裂每年运动数厘米,每隔50米至70米,积聚的应力和能量就能产生一次里氏7级以上的大地震。由于震源较浅,而且震源机制为向东的逆冲运动,加上震区土质松软,地震波向东能传播很长距离,使得远至上海和北京等城市的人都普遍有震感。
 
英国地质勘测局地震监测和信息服务中心主任布赖恩·巴普蒂在接受新华社记者电话采访时说,从地质构造上看,这次地震与喜马拉雅碰撞带有关,“显然是东北-西南向的龙门山断裂带发生挤压作用的结果”。
 
法国地球物理研究所的地质学家保罗·达波尼耶对媒体说,大约5000万年前,印度洋板块向北漂移,与欧亚板块发生碰撞后俯冲到后者的下面,由此形成了青藏高原。青藏高原现在仍在受两个板块的挤压,使得青藏高原及周边地区成为地震密集带。
2008年05月14日 18:21:37

Re: 中外专家和机构分析汶川大地震成因

2楼
这是美国专家分析估计图形,实际情况要等我国地震主管部门在当前救灾工作基本结束后经实地察勘和地震监测网记录的地震波数据分析确定。
 Population Exposure

Map of MMI contours plotted over population per ˜1 square km (see gray scale bar on top of map). The regions of integer MMI values are separated by the thick contour lines and labeled with Roman numerals. The total population exposure to a given MMI value is obtained by summing the population between the thick contour lines. This total is shown in population exposure table.

Shakemap
2008年05月14日 18:23:31

5月12日四川汶川县7.8级地震震中及历史地震分布图

3楼
5月12日四川汶川县7.8级地震震中及历史地震分布图 
震中位于四川境内,距省会城市“成都”74公里,震中在“汶川县”境内,距最近居民点“水磨”7公里。|

    有地震记载以来,震中附近200km范围内发生过8次7级以上地震,最大的是1933年四川茂汶北迭溪7.5级地震,极震区为四川茂汶北迭溪,烈度达到Ⅹ,加速度达123.3~159.5Gal。震中区附近的历史地震以主余型和孤立型为主。

 2008年5月12日四川汶川7.8级地震附近地区历史记载地震分布图
—省界;断层;历史地震;本次地震
2008年05月14日 18:51:17

Re: 汶川大地震成因分析讨论

4楼
黄线为断层
蓝色线为河流
2008年05月14日 19:01:13

Re: 汶川大地震成因分析讨论

5楼

出处: 中国地震台网
2008年05月14日 19:07:10

Re: 汶川大地震成因分析讨论

6楼
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2008年05月15日 08:27:47

Re: 汶川大地震成因分析讨论

7楼

Re: 汶川大地震成因分析讨论

8楼
据中国地震台网中心测定,截止到515日1400分,汶川地区共发生Ms4.0级以上余震48次,其中Ms4.0~4.9级地震28次,Ms5.0~5.9级地震17次,Ms6.0~6.9级地震3次,最大余震震级为Ms6.1

   

 

余震分布图

 

余震时间序列图

 

余震震级统计图

2008年05月15日 18:57:42

汶川M7.8级地震震源过程

9楼

 

 



汶川地震过程研究的结果更新

 

(中科院青藏高原研究所 王卫民 中科院地质与地球物理研究所 姚振兴 赵连锋提供)

2008年05月15日 19:01:25

Re: 中外专家和机构分析汶川大地震成因

10楼
中国地震局监测预报司副司长车时表示,这次地震属于大型板块断层活动。印度洋板块向亚欧板块俯冲,能量从青藏高原向内陆释放。中国地层分为青藏高原板块、华南地区板块、华北地区板块等6大亚板块。四川汶川是地震活跃地区,处于全国6大亚板块断裂带上。这次地震聚集了巨大能量,突然间释放,能量沿着板块裂缝传递,对各板块进行挤压,地层破裂尺度较大,导致其他地区有震感,灾情严重。
    中国地震局地震预测研究所研究员张国民分析说,这次地震是大陆内部地震,属于浅源地震,破坏力度较大。张国民表示,全球7级以上地震大约每年18次,8级以上大约1至2次。中国受印度洋板块和太平洋板块推挤,地震活动比较频繁。从大的方面来说,汶川地震处于中国一个大地震带——南北地震带上,涉及地区包括从宁夏经甘肃东部、四川西部直至云南,属于地震密集带。从小的方面说,汶川又在四川龙门山地震带上。因此,这里发生地震的几率较高。
    中科院地质与地球物理研究所研究员、博士生导师王二七分析说,全国许多地方震感强烈,还有一个重要原因就是地震发生地汶川——茂汶大断裂带以东的四川地块相对坚硬,地震波传播的能力比较强。
    作为青藏高原研究专家,王二七对汶川地区地质构造比较熟悉,5月上旬刚去过汶川地区。他分析说,汶川地震发生在青藏高原的东南边缘、川西龙门山的中心,位于汶川——茂汶大断裂带上。印度洋板块向北运动,挤压欧亚板块、造成青藏高原的隆升。高原在隆升的同时,也同时向东运动,挤压四川盆地。四川盆地是一个相对稳定的地块。从历史记录来看,尽管龙门山主体没有发生过大地震,但它北边的松潘在上个世纪初曾经发生过强震。因此,虽然龙门山地区看上去构造活动性不强,但是可能是处在应力的蓄积过程中,蓄积到了一定程度,地壳就会破裂,从而发生地震。王二七表示,目前我们对这一地震发生的机制还不清楚,不知道是由地壳的挤压、伸展还是水平走滑造成的。
2008年05月15日 19:10:17

Re: 中外专家和机构分析汶川大地震成因

11楼

Re: 中外专家和机构分析汶川大地震成因

12楼
台湾专家:地壳还在动 震后四川要防山崩
 
据台湾《联合报》报道,台湾“中央大学”应用地质研究所教授潘国梁5月15日表示,地震后的四川,因地壳运动还没稳定,恐会发生大规模山崩的二次重大灾害。
 
他说,这次地震发生地区,“正好是全地球地壳最厚的地方”,印度及欧亚板块强大挤压的力量使得山区土石松动,“何时能稳定,无法推估”;岩石受不了挤压,累积到一定程度就会崩落。目前民众担心余震会再次震垮房屋,其实要担心的不是余震,是山崩。
 
他解释说,西藏高原是印度板块与欧亚板块“挤来挤去”后抬升起来的,造山运动的地壳厚度达七十公里,“因为印度板块和欧亚板块势均力敌,谁都不愿降下来”,所以地壳会抬升,“是地球地壳最厚的地方”,较平均地壳厚度三十五公里厚上一倍。
 
发生强震的四川,在青康藏高原边缘,正好在印度板块与欧亚板块接触的地方,由于地壳过厚,调整至稳定需要相当时间,无法推估。
 
他表示,“能量释放到应力(单位面积承受的力量)平衡才会停止,现在地壳还在动。”当岩石受不了挤压,累积到一定程度就会崩落,“现在不是余震问题,而是山崩问题,灾害会比余震更严重。”
 
潘国梁提出二次灾害警讯,他说:“会不会有土石流不确定。”在灾区居住仍有风险。
 
他解释,暂时无需担心同一地点再次发生大地震,因为规模越大的地震,周期越长,“可能数百年到数千年才再发生”。
2008年05月17日 18:40:22

台湾专家分析四川强震:喜马拉雅山长高好几公尺

13楼
台湾专家分析四川强震:喜马拉雅山长高好几公尺

台湾专家分析的四川强震成因。(台湾《联合报》图)
 
据台湾《联合报》报道,台湾“中央大学”地球科学系教授王乾盈说,四川强震成因被认为“渐归沉寂”的龙门山断层“复活”发生错动,这个断层自明朝以来被纪录到动的数据不多;十二日的错动使当地地壳抬升九公尺,“喜马拉雅山长高好几公尺”。
 
王乾盈说,四川过去百年来发生的大小地震,只有少数跟龙门山断层有关,规模不大,“以前长时间地震释放的能量,几乎都被同在四川的鲜水河断层消耗掉”,地震专家都以为龙门山断层的伤口愈合了,不可能再动了。
 
王乾盈分析,“复活”的龙门断层破裂面,从震央汶川县往北北东方向以每秒三公里速度裂向广元,足足花一百秒裂完,震灾范围长240公里、宽30公里,尤其以破裂至北川县时错动得特别厉害。
 
他说:“断层错动不是每个位置都很均匀,有的只有几公分,有的则几公尺。”因断层带非常粗糙,每一处错动的力量也不一样。
 
王乾盈说,大陆地质很古老,台湾则是新生代地质,“台湾每个断层都会动,因为年轻,地质活蹦乱跳”,“龙门山断层整块是老的,大家以为它渐沉寂,没想到竟又复活。”
 
王乾盈认为,四川地震是因夹在西藏地块、昆仑地块、扬子地块,这三个地块间的松潘酖甘孜地块,向扬子地块逆冲而上,“年轻的盖在老的上面”,龙门山断层要几千年才会有这么大的错动,这次错动使地壳抬升九公尺,“喜马拉雅山至少因此长高几公尺”。
2008年05月17日 18:42:08

两大板块挤压引发汶川强震

14楼
地球物理学博士魏东平:两大板块挤压引发汶川强震

5月14日,空降兵某部已出动6500人在四川什邡县境内灾情最严重的洛水、红白等地紧急抢救被困群众。图为空降兵在什邡云峰化工厂清理废墟解救被掩埋群众。(中新社发 谭超 摄)
 
印度板块一直挤压欧亚板块,使得中国大陆绷得越来越紧,能量只能在一个地方释放,四川汶川就是这个最薄弱的环节。5月14日,中科院研究生院地学院副院长、地球物理学博士魏东平,这样分析汶川大地震的成因。
 
一直监测汶川
 
14日在魏东平出示的一张欧亚大陆平面图上,除我国江浙地区和中亚部分地区外,剩下几乎所有区域都被红色覆盖。魏东平介绍,这是地震台网监测到的2级以上地震分布图,亚欧大陆一年中要发生无数次地震,其中较大的地震一年有十几次,而我国专家每年都要进行全国地震会商,汶川一直是中国地震局重点监测的地方。
 
魏东平介绍,青藏高原不断东移,处在印度板块和欧亚板块之间的中国大陆长期受到两大板块的碰撞、挤压,引发地震的力是一直存在的。地震学上有一个“弹性回跳理论”,当这种挤压力到达一定限度,必然要释放出来,地震是“加最后一根稻草”的结果,但这根稻草会在哪里,谁也说不清楚。不过他表示,像汶川这么大的地震,发生几率是非常小的。
 
相比唐山地震造成24万人死亡、70多万人重伤的后果,魏东平认为,汶川地震的伤亡人数绝不会那么大。他说:“因为唐山地震的震中正在唐山这座城市下方,对城市是一种毁灭性破坏,而汶川地震的震中在山区,人口密度小,伤亡人数应该不会很多。”他告诉记者,若这样大级别的地震发生在东京这样的大城市,那伤亡的人数至少是数以百万计。
 
地震预测太难
 
1975年2月4日海城地震发生之前,有地震专家成功作出预测,政府及时对区域内人员进行了疏散转移,此次地震死亡人数为1500人。魏东平说,如果不是提前采取了措施,海城地震至少会死10万人。当时学术界曾对此欢欣鼓舞,以为地震预测这一世界难题就此破解。然而一年半后即发生了唐山地震,之前没有人能作出预测。
 
此次汶川地震发生后,也有人质疑为何地震学家事先没有预测,对此魏东平认为,地震预测是世界难题,十分困难,非几代研究者有生之年能够完成。他解释,影响地震预测的因素非常多,如重力、地磁、地电、地热、地下水、地声、光、空间观测、动物反应等,任何一种现象出现异常,也不能就此判断发生地震。就拿“地震波速比”这一指标来说,从仪器上可观测到波速比有变化,但并非地震一个因素会导致出现波速比变化,如大型水库蓄水、久旱逢大雨等因素也可导致。他认为,没有预测出地震并不是中国的地震专家无能或失职,发达国家的地震专家也同样无法预报地震,在现有条件下,地震专家的职责更多的是监测和研究地震。
 
地震云与降雨
 
汶川地震发生后一直降雨不断,唐山地震后也下过雨,地震与天气变化之间是否有必然联系,对此魏东平表示,有证据表明地震发生时会有地震云现象出现,但由于人类探测技术有限,无法判断出哪块云是地震云。他解释说,地震发生在地球内部,天气是大气层在变化,固体与气体之间存在耦合现象,因此如果大气、地理、生态作为一个大系统来考虑,一定是存在着一种内在联系的,但这种联系之间的规律到底是怎样的,目前为止,人类的智慧还无法破解其中的奥秘。
2008年05月17日 18:43:23

地震研究博士生眼中的汶川大地震

15楼
一个地震研究博士生眼中的汶川大地震

 

大地震的每次不约而至,都是对地震工作者自信心的沉重打击,地震预测是世界难题。Geller(1997)在Science上发表文章说,地震不可预测,掀起了关于地震能不能预测的讨论的高潮。虽然国外的地震科学家对地震预测的问题并不是那么热衷,但是中国的地震科学家一直在努力,不仅仅因为中国有过世界上唯一一次正式的地震预报——1975年成功预报海城地震,更多持续不断的动力来自于曾经有过的巨大的伤痛。1976年,在地震预报露出些微成功的曙光后的一年,唐山地震成了20世纪死人最多的地震。在经历地震预报的挫折后,大家对预报这两个字显得小心又谨慎,在写文章的时候尽量不用这两个字,因为在预报上有太多挫折感。
 
我记得刚看完《中国国家地理》评选的新天府——四川的时候,我发现有些人把过多的赞美之词给了四川,四川是富饶悠闲的,但是每年的自然灾害损失也不小,特别是滑坡泥石流灾害。四川地震到底多不多,我以前没有关注过,但是,这个地震将永远载入地震学的史册,又将是一次让世人铭记的天灾。
 
2008年5月12日,四川发生7.8级(USGS测出矩震级7.9)强烈地震(图1),震中位置大概位于成都北西侧80km左右的汶川县(图2),震源深度非常浅(USGS测出16km,震源深度的误差通常比震中的定位误差大的多)。靠近人口密集区的浅源大地震将会造成巨大的灾难。对比唐山地震,震中位于城市中心,震源深度10几公里,100万居民死亡24万。汶川人口有10万,可能死亡多少人可以略微对比计算。
 

图1 震中位置分布图 

图2 震中位置及周边地区地形图
 
Mw7.9地震(or 7.8 or以后更新的震级 )过后,地球内部积蓄已久的能量还没有释放完,又沿着断层破裂面发生近30次5级以上地震(也就一天时间左右)。5级地震相当于1万吨TNT炸药释放的能量,和投放到日本广岛的原子弹能量相当。
 
从图2看,地震发生的地方是平原和高山交汇处,山体呈北东走向,而余震的排列顺序就沿着这个走向(图3),说明这极有可能是一次和构造相关的构造地震,是因为断层活动引起的地震。
 
地震更多的时候并不是一个个小区域的点分布,而是一条条线。比如2001年8.1级昆仑山地震,破裂带长440km。中国科技大学的倪四道曾计算了2004年苏门答腊地震的地震破裂过程,发现地震破裂就像撕布一样,沿着破裂面撕得越来越快,一直破裂到1200km远处,比北京到南京的距离还要长一点,平均破裂速度2.5km/s,也就是说破裂时间持续了500s,文章在Nature上发表。
 

图3  5级以上的余震分布,呈很好的线性分布 

图4  震区烈度和受影响人口分布(上图颜色越深,人口密度越大;下图颜色越深,烈度越高)。震中位置在山区,人口密度不如平原区高
 
震级只有一个,反映的是地震波能量释放的多少。烈度有多种尺度,反映的是破坏性的强弱,不同的地区烈度有很大不同,距离震中越近的通常烈度越大。地震释放能量虽然很大,可是真正破坏的区域范围并不是很广,就像唐山地震,距离唐山震中100km外的地方,房屋倒塌情况就远远降低了。这有些像扔炸弹,炸就炸那么一片。当然,这不同于地震引起的大海啸。
 
这次地震震中烈度达到了X,和唐山地震震中烈度相同。同样从图4可以看到,距离震中约80km的程度,烈度为VI,已经大幅度降低。超过100km的地方,烈度基本上为V。下面是烈度说明:
 
Ⅵ-Ⅶ度:房屋破坏,地面裂缝;
 
Ⅷ-Ⅹ度:房倒屋塌,地面破坏严重;
 
Ⅺ-Ⅻ度:毁灭性的破坏。
 
震中地表加速度PGA=0.63G,约630gal,根据以前炸药爆破经验,通常我们对几十个gal就有较强的震感,630gal可以将整个人抛起来。据说北京都有震感。
 
通常天然地震的能量很大,地震波可以绕地球传播好几圈,甚至影响到地球的自转周期。地震波是研究地球内部的最得力的工具,是照亮地球内部的一盏明灯。昨天到IRIS上下载四川地震的全球台网数据,发现大多数是中国的研究者在下载,看得出大家都很关心这次地震。
 
下面是我根据数据制作的一张地震波的不同震相走时图。地震波一直传播到18000km远(图5),而通常一吨炸药爆破,地震波只能传播300公里左右,真是小巫见大巫。18000km差不多就是地震波绕地球一圈的最远距离了,其中的R表示面波,在地球的表面或分层界面传播,它的速度很慢,但振幅很大。传播时间大约是4000s,也就是1个小时左右,这个地震波才到达地球的对面—南美洲,但是这个时候的地震波的能量还是很强大。因此可以肯定全世界各地的地震台都可以记录到这次地震,不可能测不出震级和震中位置。图6是地震波的传播路径图,其中最远处的160度约为18000km(1度=111.2km)。
 

图5 四川地震地震波不同震相的走时图 

图6 四川地震地震波的传播路径图 

图7 四川及其周边地区自1970年以来5.5级以上地震的震中分布图,图上共94个(中国地震台网(CSN)统计)。
 
从图上看出地震分布很不均,因为活动的断层存在,有些地方在很有限的区域内大地震发生过很多次。而左边地震多,右边是地震空白区,估计是数据的问题(感谢viv的提醒,大家可以到地震数据台网的网站http://www.csndmc.ac.cn/newweb/plot.htm 去画震中分布图,看看小地震是不是也有这样的分布规律,如果是,是一个说明地震分布很不均的好例子)。
 

图8 每次发生大地震,BBC的记者就会采访专家,我发现这个家伙就是专门被采访的地震专家
 
题外话1:如果三峡周边发生大地震,结果会怎样?无法想象。
 
题外话2:为什么中国的地震监测信息部门不能及时发布更多的详细的地震信息?并不是测震出现问题,我认为是信息整合技术不够先进,无法把最新的研究资料在第一时间公布出去。
 
地震科学之路,漫漫而远兮。
 
向地震遇难者表示诚挚的哀悼!自然灾害就在我们身边~有时候离我们很近很近。多一些灾害的知识太重要了,请关心身边的自然灾害。
 
末了,说明一下,地震学我还刚入门,若有错误,请指正,谢谢。还有很多研究可以做,等资料补全了再写。
2008年05月17日 18:45:12