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“4.20”大地震本在意料之中,可是……

地震科学家警告,2004年12月的印尼9.0级大地震,预示着全球进入了强震活跃期;2008年的5·12汶川8.0级大地震,预示着我国进入了新一轮强震活跃期。可是,无论在技术还是制度方面,我们都还没有准备好……

中国地震台网中心于“4·20芦山大地震”当日下午4点30分发布了有关专家对这一大地震的初步研究结果[①]。该研究结果的推论是,“4·20芦山大地震”其实是龙门山断裂带继“5·12”之后在西南方向上的断裂。

“4·20芦山大地震”有关数据如下:

在历史上,龙门山断裂带南段曾发生过3次6级以上强震:1327年9月,在天全发生M7.0级地震;1941年6月12日,在宝兴与康定间发生了M6.0级地震;1970年2月24日,在大邑发生了M6.2级地震。

“4·20”大地震距宝兴14公里,距芦山17公里,距天全32公里,距雅安36公里。该地震与汶川地震同为走向北东的逆冲型断层运动结果。

此次地震为单侧破裂。破裂方向为西南方向,破裂长度为65公里,中心区域最大烈度为IX度弱。最大烈度区域穿过芦山县双石镇、芦山县龙门乡、芦山县老场乡、芦山县太平镇、宝兴县大溪乡等。

“此次雅安芦山7.0地震,可以视为龙门山断裂带不同段的应力积累释放的结果,是巨大的地壳应力继汶川地震后的又一次调整作用”。[②]

1、“4•20芦山大地震”的地震地质背景

“5•12汶川大地震”发生在龙门山断裂带上。龙门山断裂带由三条断层组成,这些断层“总体走向约45°,倾向北西,倾角50~70°”。从“上北下南”看,上面一条是“汶川—茂县断层”,又叫后山断层;中间一条是“映秀—北川断层”,又叫“中央断层”;下面一条是“都江堰—安县断层”,过去叫“灌县—江油断层”,也叫“前山断层”。(见“图1”a)这三条断层在西北方向青藏高原东缘地下20多公里深处,“三合一”合并成一条断裂带。(见“图1”b)

图1  “4·20芦山大地震”的地理位置图

资料来源和说明:(1)5·12地震形势图来自张培震等人的《2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因》,《地球物理学报》,2008年第4期。(2)4·20地震余震图来自张晁军和李卫东的《雅安市芦山7.0地震初步分析》。(3)本图由上述2幅图片合成,图中蓝色的内容为作者所添加。

“5·12”大地震震中位于“映秀—北川断层”,即“中央断层”。在地震发生的短短110秒内,沿龙门山中央断层形成了一条长达300多公里的大断裂,其中200多公里出露地表,形成沿“映秀—北川断层”分布的地表破裂带(从震中映秀镇开始向东北方向延伸,经北川县城,过南坝镇,终止在青川县的石坎乡附近),其最大垂直错距和右旋水平错距分别达到5.0米和4.8米。此外,“灌县—江油断层”也发生了60多公里的破裂(从都江堰北至汉旺镇)。(见“图1”a)

主流科学家研究说,对于龙门山断裂带整体来说,“相当于5·12汶川大地震的复发周期为2000~6000年”。[③](见“图2”)

图2  主流科学家估算的龙门山断裂带强震复发周期

资料来源:张培震等:《2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因》(图4)。

2、“4·20”是“5·12”断裂的继续

从理论上说,龙门山断裂带在“5·12大地震”中的断裂是不对称的。因为它从震中向东北方向破裂了300多公里,从震中向西南方向的(不完全)破裂最远到170公里。专业研究显示,“在发震后的48~58秒内,在震中东北140公里的北川附近和震中西南150公里的康定附近下方相继发生破裂”。不过,北川和康定的能量释放相差很大。例如,“(在)北川一带下方,一直延伸到平武境内下方,沿断层走向方向长达60公里,沿断层倾斜方向宽达35公里,最大滑动量达5.6米”;“在康定以北下方,位于震中西南120~170公里之间,最大滑动量达1.8米”。[④]

2008年9月,我国“地震地质—地应力”地震预测专家黄相宁就曾打电话告诉我说,汶川地震与唐山地震类型相似,但汶川地震在西南方向没有7级余震,表现出明显的地应力释放不对称的特点。他提醒我说,你们雅安应该多注意“人感地震”,以及那些连地震仪都测不出来的“微前震”。这是我所知道的非主流地震专家对“4·20芦山大地震”最早的判断(相当于中期预测)。

这一次,主流科学家接受了上次汶川大地震前误判龙门山断裂带趋势的教训,他们普遍对龙门山断裂带保持了应有的警惕。

在理论上,青藏高原东缘与四川盆地板块之间的挤压和山脉抬升会使龙门山地带每年大概缩短10毫米,但实际观察测量的数据显示,龙门山方向上的滑动速度每年只有1~2毫米。主流科学家据此滑动速度计算后认为,龙门山地区因地形变应力积累而发生7、8级大地震的频率,“大约每2000至10000年一次”。[⑤]我国主流科学家据此将龙门山断裂带发生7、8级大地震的频率设定为5000年,并以此否定其他科学家和专家对龙门山断裂带现实危险的警告。[⑥]正是龙门山断裂带表现得昏昏欲睡、不太活跃的假象严重误导了中外主流地震科学家,使他们在“5•12”大地震之前大大低估了它的现实危险性。

(1)“5•12”大地震发生之后,中科院院士、地球物理学家陈运泰及其研究团队在研究汶川大地震断层面破裂分布情况后认为,在汶川大地震的破裂带上有两个比较大的破裂“亏空”区,即迄今基本没有发生过破裂的地方。陈运泰认为,位于汶川西南约100公里的破裂“亏空”区很有可能发生强余震。而这个“亏空”区就在雅安市的宝兴县附近。随后,在2008年5月20日的中科院院士讨论会上,陈运泰即发表了上述看法,强调要特别注意汶川大地震的晚期强余震,并认为强余震可能拖好几年才发生。[⑦]

(2)2009年5月,中科院测量与地球物理所的单斌、郑勇等人在《中国科学》上撰文指出,汶川大地震主破裂面西南端(即彭县—都江堰断层和北川—映秀断层南端)断层面上库仑应力增强,对地震具有触发效应。“由于该区目前发生的余震很少,所积累的构造应力未充分释放,同震库仑应力的加载有可能在今后触发该区较强余震,应对该区实施重点监测”。[⑧]

(3)同一时间,在英国《自然》杂志2009年5月刊登的论文中,国外研究者也提出“尚存的危险是另一个需要关注的问题”,“因为北川断层几乎破坏了震中东北的所有地区,一些科学家在考虑,这些破裂段是否会向西南发育?附近的断层也是(有)潜在的危险。一项研究暗示北川地震增加了其他地区的应力,比如鲜水河断裂带和雅安附近以及成都东南的其他断层。另一项研究甚至认为,在今后十年中该地区有8%~12%的可能发生7级以上的地震,这一可能性甚至高于地震前的2008年”。[⑨]

(4)此后,仍不断有类似报告陆续发表,最近一次在“4·20”大地震之前3个月,且用语急迫。该报告由中国地质科学院等3个科研单位的研究者合作完成,发表在2013年1月的《岩石力学与工程学报》上。该报告的主要研究结果是,“龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究”。[⑩](这相当于是“4·20”芦山大地震的短期预测)

3、地震(预测)科学研究与地震预测完全脱节

在由主流地震科学家组成的“主流预测”的眼里,上述关于“4·20”芦山大地震的所有中期和短期预测,都是“非主流预测”,这不仅包括所有使用非主流地震预测方法的地震专家和民间预测专家,也包括那些非在职、非在岗的主流地震科学家和退休的主流地震科学家。一句话,只要你不在国家地震预测预报体系内任现职,你的任何地震预测报告虽然形式上都会被(或可能会被)送上去,但实际上,它最终会被“束之高阁”而不起任何作用。

上面提及的第1篇论文的作者郑勇告诉财新记者,他们的确曾就龙门山断裂带西南端的危险性提醒过所属机构中国科学院。一般地说,如果研究结果涉及到地震形势评估,研究者会向中科院提供一个专门报告,说明自己的意见和分析。郑勇说,“我们只是科学工作者,我并不知道这个专报最后去了哪里,是不是到了相应的政府部门”。[11]

除此之外,“非主流预测”也对“4·20”大地震作出了短临预测(我知道少量个案,时间将披露更多个案),不过,所有这些正确或比较正确的短临预测都没有任何减灾实效。

为什么会这样?这是因为:

(1)在现有科学技术水平下,单纯采用地球物理方法完全无法正确判断地震的短期和临震趋势,无法作出地震短临预测,更遑论地震预报。

(2)非主流预测(采用除地球物理方法以外的一切可能的方法)在短临预测方面有明显优势,但要作出正确的短临预测需要具备三个基本条件,一是有中长期地震预测以便明确短临预测的方向,二是需要多学科合作、多种手段综合运用,三是要求地震预测人员具有丰富的预测经验。这三个条件缺一不可。

(3)由主流科学家组成的“主流预测”如果积极吸收“非主流预测”的短临预测成果,则有可能作出正确的短临预测,并向公众示警。但是,在目前封闭型地震预报制度下,“主流预测”排斥并边缘化“非主流预测”使自己完全失去了短临预测能力。

(4)“非主流预测”由于失去了自身多学科合作和与“主流预测”合作的组织条件和制度平台,因而也失去了取得成功的可能性。一个个孤立的“非主流预测”即使作出正确的短临预测,也没有任何实际减灾意义。因为,任何机构(包括地震部门)都不可能仅凭这样几个零星短临预测报告就发布地震预报,向公众示警。

因此,所有的“非主流预测”报告,包括上述采用地球物理方法的“非在岗”主流科学家的正确中短期地震预测报告(成果),都只能“束之高阁”。

*                    *                     *

解决上述问题的根本办法是,建立“开放型地震预测预警制度”,为此,需要《改革封闭型地震预报制度》,详情见:http://lishangyong.blog.caixin.com/archives/55962



[①]张晁军李卫东:《雅安市芦山7.0地震初步分析》,中国地震信息网,2013年4月20日16:31,网址:http://www.csi.ac.cn/manage/html/4028861611c5c2ba0111c5c558b00001/_content/13_04/20/1366447291734.html。

[②]张晁军李卫东:《雅安市芦山7.0地震初步分析》,中国地震信息网,2013年4月20日16:31。

[③]张培震等:《2008年汶川8.0级地震发震断裂的滑动速率、复发周期和构造成因》,《地球物理学报》,2008年第4期。

[④]张勇等:《2008 年汶川大地震的时空破裂过程》,《中国科学》(D辑:地球科学),2008年第10期。

[⑤]Alexandra Witze:《沉睡的巨龙》,《自然》杂志(英国),2009年5月14日。该文的中文标题为《断层的致命欺骗》,“科学松鼠会”Topaz翻译,《南方周末》,,2009年5月21日,第26版。

[⑥]中国地震局:《对李有才同志“紫坪铺水库枢纽工程基本烈度质疑”的答复》,引自汪成民的《对汶川大震的预测存在两种尖锐对立的意见》(PPT文档),附件A1-1。

[⑦]记者崔筝等:《不应被忽视的危险》,《新世纪》周刊,2013年第16期(4月29日)。

[⑧]单斌、郑勇等:《2008年5月12日Mw7.9汶川地震导致的周边断层应力变化》,《中国科学》(D辑:地球科学),2009年第5期。

[⑨]Alexandra Witze:《沉睡的巨龙》,《自然》杂志(英国),2009年5月14日。该文的中文标题为《断层的致命欺骗》,“科学松鼠会”Topaz翻译,《南方周末》,,2009年5月21日,第26版。

[⑩]秦向辉等:《龙门山断裂带西南段现今地应力状态与地震危险性分析》,《岩石力学与工程学报》,2013年S1期。

[11]记者崔筝等:《不应被忽视的危险》,《新世纪》周刊,2013年第16期(4月29日)。

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