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尼泊尔地震后喜马拉雅地区地震风险及启示

  2015425日,尼泊尔发生Ms 8.1级地震(美国地质调查局测定为Mw 7.8级)*,中国西藏、印度等周边多个国家和地区受到影响。此次地震是1934115日尼泊尔比哈尔(Bihar8级大地震后,尼泊尔遭受的最强烈的地震。地震发生后,喜马拉雅地区的地震风险再度成为关注热点。中国科学院兰州文献情报中心情报人员对国内外相关研究成果进行了分析总结,并据此得出对我国的几点启示,以供参考。 

  1  喜马拉雅地区的地质构造背景 

  全球有3大地震带,地中海-喜马拉雅地震带是其中之一,该地震带从印度尼西亚开始,经中南半岛西部和中国西南的云、贵、川、青、藏地区,以及印度、巴基斯坦、尼泊尔、阿富汗、伊朗、土耳其一线,经地中海北岸,一直延伸到大西洋的亚速尔群岛。 

  大约4500万年前,印度板块和欧亚板块发生碰撞,在雅鲁藏布江缝合线以北形成了青藏高原(该部分亚洲大陆地壳发生增厚,是正常大陆地壳的两倍),在雅鲁藏布江缝合线南部形成了喜马拉雅山(印度大陆北缘却被挤压、改造、抬升)。 

  喜马拉雅山南麓,发育着三条主要的断裂,从北向南依次是主中央逆冲断裂(MCTMain Central Thrust)、主边界逆冲断裂(MBTMain Boundary Thrust)和主前线逆冲断裂(MFTMain Frontal Thrust)。这些逆冲断裂的活动引发地震,使喜马拉雅地区成为一个地震多发地带。 

  2  尼泊尔地震前喜马拉雅地区的地震风险分析 

  2001年,美国科罗拉多大学的研究人员在《科学》杂志撰文指出,过去200年的一些小地震已经使喜马拉雅山脉沿线1/3 地区的应力得到释放,而2/3地区则由于日益增大的应力而处于危险境地。研究者认为,从地质角度讲,必须很快发生大地震,才能使沿着板块接触点聚集的地震应力释放出来。 

  2012126日,斯坦福大学的地球物理学家在旧金山举行的美国地球物理学会的会议上提出,喜马拉雅山可能会发生大地震。研究表明,分隔印度板块和欧亚板块的逆断层向北略微倾斜了2~4度,逆断层的一部分倾斜得更剧烈(向下倾斜15度),长度达20km。根据成像资料,斜坡位置比以前观察到的更靠北一点,因此,产生的断裂幅度和地震震级将会更大。 

  20131月,尼泊尔国家地震中心与法国和新加坡科研人员合作发表在《自然·地球科学》杂志的论文指出,喜马拉雅山存在由里氏8.0~8.5级的大地震留下的痕迹(1255年和1934年发生的地震),这意味着未来同等规模的地震可能再次发生,特别是在过去地震所造成的地表断裂带。历史上,喜马拉雅山脉地区的大地震并不罕见,比如1897年、1905年、1934年和1950年发生的地震都在里氏7.8~8.9级之间,造成了巨大的破坏,但是,科学家之前认为上述地震并未破坏地表,而将其归为盲震(盲震难以追踪和分析)。 

  2015227日,印度专家在《科学》杂志撰文称,此前认为1505年西藏地区发生的地震释放了大部分应力,减少了喜马拉雅山中心地震带的地震风险,但是,新研究认为,压力并没有被释放,喜马拉雅山中心地震带几个世纪以来的平静,只是一种错觉,可能会爆发大规模的地震,给加德满都或新德里这样的城市带来巨大的破坏。 

  201541113日,约50名国际地震专家齐聚加德满都召开地震研讨会,目的是为尼泊尔这个地震多发的地区寻求应对地震的对策。曾经参会的英国地震学专家詹姆斯·杰克逊(James Jackson)称,根据物理学和地质学证据,科学家们知道当地会有大地震发生,但是没有人能预知地震发生的准确时间以及震级,更没有人会想到会这么快发生如此大规模的地震。 

  总体而言,过去十几年间,有不少论文和研究都显示,喜马拉雅断裂带的应力在积聚,发生大地震的可能性在增加。但是,这些研究都没能给出相对具体的位置(一般会指出喜马拉雅地区或某个相对较大范围区域面临大地震风险)和时间,因此不能称之为地震预测(要求同时给出时间、地点和强度),而可称之为地震长期风险分析。即便如此,这也应引起足够的重视,以便采取预防措施,应对可能到来的大地震风险。 

  3尼泊尔地震后喜马拉雅地区未来的地震风险 

  法国原子能委员会(CEA)的地质学家洛朗博兰杰(Laurent Bollinger),印度科学与工业研究理事会(CSIR)的地球物理学家威诺德•库马尔•加乌尔(Vinod Kumar Gaur),以及其他研究喜马拉雅中部地震空区(Central Seismic GapCSG)的地质学家认为,此次地震仅在CSG的东部释放了一些应力,但不足以释放CSG所累积的全部应力,未来CSG西部可能会发生地震,但时间难以预测。 

  澳大利亚新南威尔士大学副教授葛林林对测震数据比较后发现,尼泊尔地震和汶川地震同属主震—余震型,余震数量不应该有太大差别,但汶川地震余震有700多次,而尼泊尔地震余震才100多次,因此其也认为,地震能量尚未完全释放出来。 

  美国俄勒冈州立大学的地质学家艾里克科比(Eric Kirby)表示,根据GPS监测和地质研究,若要释放该区域累积的全部应力,地壳位移将在10~15 m之间,这与罗杰比尔汉姆(Roger Bilham)在2001年的研究结果非常接近。但是,根据美国地质调查局(USGS)的分析,尼泊尔地震中地壳仅发生了3 m的位移。同时,美国中央华盛顿大学的地球物理学家沃尔特施利格(Walter Szeliga)亦认为,此次地震可以更大一些(说明没有释放出全部能量)。因此,该地区未来仍然面临较大地震风险。 

  此外,中国地震局地质研究所研究员徐锡伟表示,青藏高原特别是南部地区地质活跃度高,正处于7级以上地震的丛集期(如2008年的汶川地震,2010年的玉树地震等),而尼泊尔8.1级强震可能会使青藏高原地区的构造应力场产生较大的调整,未来需要针对青藏高原的地震形势作进一步的研究和判断。 

  4  几点启示 

  根据与尼泊尔地震相关研究成果的分析,可得出以下几点启示: 

  1)喜马拉雅地区仍存在较高的地震风险。综合有关专业研究机构的研究认识,从应力释放程度、余震次数以及地壳位移量来看,此次尼泊尔地震没能释放掉全部能量,喜马拉雅地区未来仍有大地震发生的可能性。 

  2)加强地震风险区的预防措施。从尼泊尔地震前喜马拉雅地区的地震风险研究来看,目前人类还不能用科学的办法有效且准确地预测地震发生的时间、地点和强度,但是,风险分析给出大地震警示的地区,应该引起重视,并提前采取预防措施(如加固建筑、搬迁到安全地方等)。 

  3)关注地震的远程触发效应及其波及影响。尼泊尔强震后,我国西藏地区相继发生5.9级、5.3级地震,国内地震专家表示这两次地震是尼泊尔地震产生应力扰动的结果。未来,喜马拉雅地区具有较高应力背景且可能被扰动的地区(包括我国境内的一些地方,如西藏南部的拉萨、日喀则等)应引起高度关注。 

  4)我国地震基础科研仍需加强。对于大地震而言,震级的微小差异将引起能量估算上的巨大差别,从而可能影响之后的损失评估及风险分析。此次尼泊尔地震,中国地震台网测定为Ms8.1级,震源深度20km,而USGS测定为Mw7.8级,震源深度15km,中美预测结果存在一定差异。我国是一个地震灾害多发的国家,持续加强地震基础科学研究意义重大。 

    

  (中国科学院兰州文献情报中心) 

 

  * Ms为面波震级,Mw为矩阵级。