应重点关注已知活断层＊

John McCloskey

(Environmental Sciences Research Institute,University of Ulster,Coleraine,County Derry BT521SA,Northern Ireland)

致编者——最近在《自然—地球科学》(Nature Geoscience)杂志上发表的一篇评论[1](见本期第34页译文:“地震区划图上未明确标注的地震危险”——编者注)认为地震科学和危险性评估最优先考虑的应该是大陆内部大量的隐伏断裂的识别。几乎没有人会否认发展新的技术方法用来发现具有杀伤力的隐伏断裂具有重要的科学意义,但是,绘制绵延上千万平方公里的阿尔卑斯—喜马拉雅山带的地震危险性图难道真的就是最应优先考虑的科学问题吗?在某些危险性最高的区域,我们已经拥有、或者可以收集到其已知活断层的数据,所以我认为最应优先考虑的科学问题就是将这些区域识别出来,然后,我们必须与非科研人员一道努力,增强这些区域的抗震能力。

将近50年以来,对于板块边界断层和(了解得相对较少的)大陆内部断层,我们已经了解了其位置和基本属性,这些断层都与许多破坏性地震相关。然而,这些无可争议的、很容易被广泛获取的基础知识在发展中国家的抗震设防中并没有起到显著的作用,而且也未能说服任何国家(一些最富裕的国家除外)在地震防备方面进行适当的投资。苏门答腊-安达曼地震和海地地震导致数十万人丧生,而在这些地方,地震和海啸的危险曾是广为人知的。

但令人欣慰的是,即使在发展中国家仍然有许多成功的实例。印度尼西亚西苏门答腊省的巴东市(Padang)拥有85万人口,邻近世界上地震和海啸威胁最大的区域之一[2]。当下一次明打威(Mentaw ai)地震来袭时,地震引发的海啸可能会将巴东市淹没,目前国际上已将关注的目光投向了巴东市,通过做好此次地震的防备工作来增强该市抗御地震灾害的能力[3]。根据海啸侵入模型进行的宣传教育和疏散演练以及拟建的垂直疏散结构和桥梁可以使灾害损失不断降低(图1)。巴东的抗震实例依赖于经费的投入以及持续10年的多学科地球科学研究,这些研究工作提高了公众对不容忽视的地震威胁的认识。这里应用的准则同样适用于世界范围的许多已知断层。

当然,巴东的科研与防备工作还并不完善,社区的防震抗震能力仍不能满足需求。2009年9月发生的巴东地震[4]暴露出该市的建筑群存在严重缺陷[5],而且震前防备工作也未能提高建筑质量,所以说基本上是不完善的。此外,对2007年苏门答腊西南部明古鲁(Bengkulu)地震[6]以及2010年智利地震[7]的分析表明,目前的地震复发模型均未能预测滑移量及滑移位置。这可不是一个无足轻重的问题,因为海啸沿海岸的行进与预期发生的明打威地震的滑移分布是强烈相关的[8]。然而,抛开这些缺陷不谈,巴东地区已濒临危险,这一中心信息是明确、有效的。

图1 苏门答腊巴东海啸疏散标志。10年的研究结果显示巴东是全球地震和海啸危险的热点区域。目前国际上正努力促使该地区的人们做好准备

地震区划图中未明确标注的断层上未来数十年内发生的地震可能会导致数万人遇难,对于这些断层的搜寻工作非常重要;例如,最近在德黑兰市中心发现了一条断层[9],如果伊朗政府能够注重有关方面的警示,那将是明智之举。但根据近半个世纪以来对已知活断层研究的经验,仅仅识别出断层是远远不够的。科学家还需要识别新发现断层上的最危险的区段,并认识其特征,然后将它们与目前已知的地震危险热点地区放在一起进行比较,以按照它们的紧迫程度采取行动。

我们必须继续研发大地测量、地质、地貌和地震学方法,以监测断层上的应力积累,重现近期地震、历史地震以及古地震期间的滑移情况。我们必须将所得数据纳入长期应力累积模型,进一步研发统计学方法,以便将我们观测中的不确定因素包含到预报方案中,这些预报方案应基于对断层应力状态的正确约束。相应地,也要利用多个地震周期的复杂的、基于物理学的模型来对预报方案进行检验[10]。我们应该继续与社会学家、非政府组织、保险公司以及当地的科学家、地质勘测和政府部门通力合作。这样以来,我们才能确保科学信息适于提高目标社区的不同社会、文化和经济背景下的抗震能力,将财政的和科学上的资源合理利用到抗震建筑中。

我们可能永远无法预测地震。但可以确定的是我们应该确立坚定不移的目标,预报未来十年内将会发生在已知断层上破坏性地震的位置,并且动员一切可以动员的力量为之做好准备。

[1]England P,Jackson J.Uncharted seismic risk.Nature Geosci.,2011,4:348-349

[2]Sieh K.2006 Sumatranmegathrust earthquakes—from science to saving lives.Phil.Trans.R.Soc.A.,2006,364:1947-1963

[3]Bo rrero J C,Sieh K,Chlieh M,et al.Tsunami inundation modeling fo r western Sumatra.Proc.Natl.Acad.Sci.USA,2006,103:19673-19677

[4]McCloskey J,Lange D,Tilmann F,et al.The Sep tember 2009 Padang earthquake.Nature Geosci.,2010,3:70-71

[5]EERI.The MW7.6 Western Sumatra Earthquake of Sep tember 30,2009(Special Earthquake Report,December 2009);http:∥go.nature.com/QVyVn I

[6]Konca O,Avouac J-P,Sladen A,et al.Partial rup ture of a locked patch of the Sumatra megathrust during the 2007 earthquake sequence.Nature,2008,456:631-635

[7]Lorito S,Romano F,Atzori S,et al.Limited overlap between the seismic gap and coseismic slip of the great 2010 Chile earthquake.Nature Geosci.,2011,4:173-177

[8]Geist EL.Complex earthquake rupture and local tsunamis.J.Geophys.Res.,2002,107:ESE 2-1—ESE 2-16

[9]Jackson J.Surviving natural disasters.In:Shuckburgh E(ed.),Survival,Cambridge Univ.Press,U K,2008,123-145

[10]Kaneko Y,Avouac J-P,Lapusta N.Towards inferring earthquake patterns from geodetic observations of interseismic coupling.Nature Geosci.,2010,3:363-369