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出乎预料:汶川大地震以地下“喷发”的形式爆发——非主流地震成因学说|汶川大地震摧生的假说

李尚勇(现实制度问题研究者、独立学者、《大地震临震预报的曙光》作者) 

【导读】令人深思的是,虽然一些非主流地震成因学说(假说)并不为论证非主流地震预测方法和手段而创立,但它们的创立却恰恰支持了某些非主流预测方法和手段。这说明,通过监测和观察“地震前兆异常”,依靠积累预测经验,进行“经验性地震预测”,去实现大地震临震预报预警,是可以找到一些(事实上是“许多”)行之有效的方法和手段的。事实上,40多年来,始终致力于地震短期和临震预测的中国科学家和地震专家,正是这样一路艰难地走过来的。

本文摘录自《大地震临震预报的曙光》第5章第1、4节和第6章第1节。

 


在众多地震地质科学家的支持和帮助下,本书找到了大地震临震预报的有效途径,从而彻底颠覆了“地震不能预报”的主流观点。

著名地质学家刘小汉研究员,地震预报一线地震学家郑大林研究员,分别为本书作序,并对本书有颇高的评价。他们认为:若能满足本书理论框架的技术和制度条件(在书中表述为“一系列技术条件和与之配套的一系列制度条件”),那么,在现有科技条件下,利用现有地震预测技术,完全有可能实现大地震的临震预报。


在众多自然灾害中,地震灾害堪称群灾之首。在人员伤亡方面,地震造成的死亡人数占各类自然灾害死亡总人数的一半以上。在20世纪的100年间,根据不完全统计,有180多万人被地震夺去了生命,年均1.8万余人震亡。 [①]

真正意义上的现代地震学应该是诞生于1906年美国旧金山大地震之后。

1906年4月18日,美国西海岸旧金山的圣安德烈斯断层发生了7.8级(早期资料曾认定为MS8.3级)大地震,地震摧毁了包括旧金山在内的美国西海岸许多大城市,人员伤亡惨重,史称“旧金山地震”。

这次地震造成圣安德烈斯断层长430多公里断裂,最大水平错动达7米。由于地震前后人们对该断层做过几次大地测量,所以比较前后测量结果,明显看到该断层测线发生了错动。据此,1910年美国地震学家瑞德(Reid)发表了著名的“弹性回跳”地震成因学说,明确提出地壳岩层断裂错动形成地震。该学说认为,岩层受力发生弹性变形,当应力超过岩石弹性极限时,岩层发生断裂,而后,断层两盘岩石整体弹跳回去,恢复到原来的状态,这便是地震。

同一时期,基于对1906年日本地震的观测,日本学者发表了关于地震P波初动四象限分布的资料,该资料提供了震源岩层错动的证据。从此,断层错动产生地震的学说成为主流的地震成因学说。 [②]


 

目前主流的地震成因说是以“弹性回跳”为代表的断层错动产生地震的学说。“地震断层说”统治(或垄断)地震学界已经超过100年。

不过,出于解决“地震断层说”不好解释的一些现象和问题,早年间,不断有学者提出一些非主流的地震成因学说,著名的有日本学者提出的“岩浆冲动说”(即地壳深部岩浆猛烈冲动引起地震),新西兰地震学家提出的“地震相变说”(即地下深处岩石发生快速相变而引起地震)。 [③]

近些年,国内有些学者也质疑“地震断层说”,并提出了一些新的地震成因理论。这些学说(假说)的最大特点是,从“地震断层说”无法解释的地震现象出发,寻求新的物理和化学解释。令人深思的是,虽然这些学说(假说)并不为论证非主流地震预测方法和手段而创立,但它们的创立却恰恰支持了某些非主流预测方法和手段。

现简略介绍一二。

……

二、汶川大地震摧生的假说

出乎主流“地震断层说”的预料,2008年“5•12”汶川大地震是以地下“喷发”的形式爆发。

有关科学家、专家多次去“5•12”地震“喷发点”,即汶川县漩口镇蔡家杠村莲花心沟考察,最后确认:

“5•12”当天上午天气晴朗,10点钟天空开始发昏,有人发现莲花心沟溪水带有煤油味,中午时分天色转昏暗,下午2点过天色昏黑。

下午2点28分,来自地球深处的能量带着石粉、石屑、石头、甚至数米巨石,从莲花心沟沟底“喷”出地面(这里便是“5•12”的宏观震中)。在数秒钟时间里,莲花心沟喷出的固体石流,拖着黑烟闪着火光,铺天盖地,从百米半空中抛射到东南1.5公里外的牛圈沟,瞬间便将莲花心沟和牛圈沟填高了数十米,30余户村民的房屋及当时在家的村民全数被埋在厚厚的石流之下。固体石流在倾泄过程中,曾受到山体阻拦,产生了三次折向,折向痕迹最高有60米。经专业测算,总量约2000万立方米的固体石流,以每秒400米的速度,在6秒钟内沿莲花心沟和牛圈沟向前推进了2.5公里,随后冲出沟口,抵达百花大桥,倾泻到岷江。(见图6-1)

图6-1  汶川地震喷发区域与地应力观测台原址

几乎与此同时,大地剧烈震动,时间超过100秒。震动停止后,方圆数十平方公里的天空被昏黑烟尘所笼罩,空气中迷漫着硫磺味。此时,映秀镇岷江索桥边的人们发现,桥下几近断流的岷江底部,喷涌出约1米高的黑水,翻滚着向上游倒流。午夜时分,近1个小时的瓢泼大雨后,天空中的黑烟终于散净。[④]

图1  汶川地震喷发现场(参见图6-1)

笔者去震中考察,在蔡家杠村找到了几位地震喷发的目击证人。

当年75岁的姚公明老人当天上午在莲花心沟沟头山坡上劳作。地震爆发时,他就站在喷发点后面(西北方)的山坡上,相距不到百米。他先听到振耳欲聋的闷响,然后看见“一堆堆石头从沟底地下飞了出来”,向他对面沟口飞去。空气中弥漫着硫黄味,烟雾腾腾,很快他就什么也看不见了。稍后,山体开始大量垮塌,漫山遍野飞石乱滚。好在姚公明所处位置距离山梁不远,没有大的落石,他幸运地躲过一劫。

等了约1、2个小时,姚公明见山上落石基本停止,便动身下山,绕过巨大的地震喷发口下到沟底,再沿莲花心沟走往沟口。据老人讲,当时,莲花心沟被填高很多,但沟里见不到大石头(已埋沟底),满沟都是小碎石和细石粉,因此,他顺利地从沟里走出去,经牛圈沟回到了家。

图2 作者走访汶川地震喷发现场的见证人姚公明老人

除姚公明之外,王学均等人可能是极少数见过地震喷发口“庐山真面目”的几个村民。王学均家住在牛圈沟北面、莲花心沟西南面的山坡上。地震刚停,王学均和附近几个村民一起沿莲花心沟西南面山坡爬上山梁(选择爬山梁而不是走沟里是为了避免被落石砸中),然后往东去往映秀镇学校寻找孩子。他们在山梁上看见了莲花心沟沟底那个令人毛骨悚然的地震喷发口:那是一个占地数亩、呈扁长状、深度超过百米、黑森森的巨大地坑洞。(见图6-1)

地震当晚,瓢泼大雨造成泥石流,巨大的地坑洞被填平,地震喷发的关键痕迹很快便被大自然抹去了。

显然,“5•12”的爆发式发震方式很难在“地震断层说”中得到合理解释。

基于对汶川地震和其它类似的“爆发式”、“喷发式”地震的考察研究,贵州省地质科学研究所的高级工程师曾明果提出了“超临界水流体退相爆发”的地震成因学说。

物理学理论显示,在10~18公里以下地壳深处,能够同时满足水的超临界温度(TC≥374.3℃)和超临界压力(PC≥22.1MPa)这两个条件,此时,水变成了第四物理相态水,即超临界水流体(Supercritical Water Fluid 简称SCW),它有常态(固、液、气)三相态水所不具备的物理性质。

曾明果认为,在地球演化的中后期,壳幔物质中的原始水在高温高压下“转化为它的第四相态超临界流体SCW 或深超临界熔体SCWD”。由于SCW具有极强的迁移能力(其表面张力为零,粘度比常态水小1000倍,扩散系数比常态水高100倍等),所以它在地壳密度较低的地体中可以向相对呈负压的区域作长距离迁移聚集,并“逐渐汇聚成孕震库”。当SCW在聚集区减压时,将“退相为常态气水”,并瞬间爆发出巨大能量,再加上其高动能气体体积膨胀千倍,便形成“有喷发活动的浅源地震的成因”。地震爆发的退相模型为:SCWD→SCW→常态气水。

根据曾明果的计算,“5•12”震中在临震瞬间爆发退相,造成的体积流率达(1.5~2)×109立方米的气流动能,将“震源点以上万米厚花岗岩体炸成棱角状细粉杂巨砾块”,“气动能喷发流的体积流率达N×106立方米/秒,抛射(距离)2公里”。“这是自然界何等可怕的场景!”

曾明果认为,因为“SCW为高温高压热流体”,所以“它的大量运移,集聚地及临震减压排气进而退相爆发等”现象,均可以“采用当代地球物理探测技术”,如实用地—空红外探测技术,即可实现地震短临预测预报。

他举例说,在“5•12”大地震前1天,“长波辐射OLR涡度信息场分布,呈现特殊性异常与汶川震中完全吻合,这很有可能就是可以挽救数万人生命的临震信号,(可惜)当时未使用”。[⑤]

*                *                *

其实,目前人类的科技水平并没有达到真正科学解释地震成因的程度,因而人们对于地震成因的认识水平还处于非常初级的程度,所以,从严格意义上讲,包括主流的“地震断层说”在内的所有地震成因学说,都还只是科学家们的假说,都还需要通过科学研究的新进展去证实或证伪。

正是在上述理论背景下,钱复业夫妇的“HRT波地震预测法”将地震孕震过程看成一个“黑箱系统”,并通过监测这个“黑箱系统”发出的共振波信息预测地震(参见本章第4节)。显然,这对科学家夫妇的地震短临预测思路是比较高明的。

推而论之,无论当事人是否意识到,实际上,所有非主流地震预测方法和手段都是把地震孕震过程看成“黑箱系统”,并试图通过捕捉“黑箱系统”信息去实现短临预测。这不能不说是比较现实、比较智慧的,并且,也是目前切实可行的方法和手段。

这正是非主流预测合理性的根本之所在。

 


书稿写作期间,笔者去“5•12”震中映秀考察,村民王学均带笔者找到了地应力地震预测专家黄相宁所说的那个地应力观测站遗址,它就在“5•12”宏观震中、地震喷发点附近的牛圈沟沟口岩层露头的巨石上面(见图6-1)。那里,曾经是王学均儿时与小伙伴们一起玩耍的地方。据他讲,多年以来,他们就再没见过有人来看那个“桩桩”了。(见图3)

根据作家张良的考察和描述,1980年后,那个被废弃的观测站在那块巨石上孤独地呆了20多年,直到2006年映秀镇村民为修建住宅将其炸掉。“5•12”地震“喷发”时,大量固体石(块)流从该村民住房旁“风一般刮过,抵达百花大桥,倾泻到岷江”,而他的房子居然幸运地躲过一劫。 [⑥] 老天爷真有眼?!

图3 见过地震喷发口的村民王学均,他带作者来到当年由李四光规划设置的地应力观测台遗址(就在他脚下)。

在研究相关文献资料时,笔者注意到,在那些著名大地震(包括通海地震、海城地震、唐山地震和汶川地震)的震中区,都有“力学泰斗”李四光当年布设的地应力观测台站 [⑦] 。仅就这一点,笔者就不能不钦佩李四光的“地震地质—地应力”预测理论和他那“战略家”一般的眼光。

 

(纸质媒体刊用,请与作者联系)



参考文献(略)


微信公众号(“李尚勇说困局”)将发表与该书有关的一系列文章,并将陆续发表《解读本书背后的真相(系列)》,详见下面部分预告。敬请关注阅读。

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《大地震临震预报的曙光》系列文章

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《大地震临震预报的曙光:四级详目》

《明辨是非:“地震预警”一词的滥用应该纠正》

《刘小汉-推荐序:实现人类防震减灾的百年梦想》

《郑大林-推荐序:希望本书能一石激起千重浪》

《前言:让人们看见大地震临震预报的曙光》

《引言:制度逆转造成中国地震预测力量的分裂》

《后记:地震预报体制改革需要等待一个历史机遇》

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《解读本书背后的真相(系列)》

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《探索“有效途径”的艰辛过程难以言表》

《本书作者“跨行打劫”需要什么样的学术素养?》

《本书作者:致高级专家和政治家》

《出乎预料:汶川大地震以地下“喷发”的形式爆发》

《本书被迫删除的第7章》(订阅)

《中国科学家成功预报海城地震的真正原因》

《1976年4个大地震成功实现临震预报的真正原因》

《揭开唐山大地震漏报的终极迷底》(订阅)

《汶川大地震漏报的制度原因和技术细节》

《几十来一系列大地震漏报的技术和制度原因》

《公开地震信息的社会风险问题辨析》

《大地震临震预报预警的有效途径》(订阅)

《谈谈民间群测群防的制度改进方式》

……

 

 

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