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美国地调局(USGS)地震常见问题答疑

2008-06-24 16:31:15来源:上帝之眼编辑部 网上转载 编辑:godeyes_admin浏览:

  德国GRA1地震台台站记录的汶川和唐山地震的波形比较图,上为唐山地震记录(震中距=70.417°),下为汶川地震记录(震中距=68.337°) 。对比两次地震的震动记录,可以看出汶川震动比唐山要强。

  人类能够预报地震吗?——美国地质调查局地震常见问题答疑

  问:人类能够预报地震吗?

  答:不能。无论是美国地质调查局还是加州理工学院或者任何其他科学家都没有预报过一次大地震。在可预见的未来他们不知道如何预报,并且也不打算知道。不过,借助科学数据,科学家可以计算出未来将发生地震的可能性。比如,科学家预测在未来30年内,旧金山湾区发生一次重大地震的概率为67%,而南加利福尼亚的概率是60%。

  美国地质调查局(USGS)致力于通过提高基础设施的安全等级来长期减弱地震的危害性,而不是把精力放在研究短期预报。

  (编者注:在这个问题上,USGS的观点与中国地震界的主流看法有微小差异。一个典型的例子是,中国的地震工作者依靠自身的经验,对海城地震做出了短临预报并取得了实际效果,尽管“海城经验”具有很大的局限性。)

  问:动物能够预报地震吗?

  答:最早在公元前373年的希腊就有关于动物在重大地震之前行为异常的记载。据说老鼠、黄鼠狼、蛇和蜈蚣为了自保都会在大地震之前好几天逃离住 处。到处都有关于哺乳动物、鱼类、鸟类、爬行动物和昆虫在地震发生前几周甚至几秒钟时间里表现异常的说法。然而,动物们的这些行为缺乏一致性和可靠性,并 且这些行为的发生机制我们仍不得而知。多数关注这些异常征兆的科学家都在中国和日本。

  问:是不是有一些人能够在地震之前产生预感(地震预感)?

  答:有些人声称自己在地震前会出现某些征兆,但那些都没有科学根据,而且,大部分时候他们即使出现了征兆也并不会随之发生地震。

  问:地震与天气有没有关系?

  答:在公元前4世纪,亚里士多德认为地震是源自于地下洞穴中的风——小的震动是因为空气挤压洞穴顶部,而大的震动则是空气冲破了地面。这一理论 使人们相信地震与天气状况相关——由于大量空气埋藏在地下,因此在地震前天气应该炎热而平静。此后又有理论认为地震应发生在平静、多云的时候,并且常常会 出现强风、火球和流星作为先兆。

  然而实际上,天气状况与地震是没有关系的。地震是地球内部发生地质运动的结果,在任何一年中的任何时候以及任何天气条件下都可能发生。地震源于 地下很深的地方。而刮风、降水、温度以及大气压只能影响地球表面以及浅层地下。地震震源的深度远在天气可影响范围之外,而且驱动地震发生的力量要远大于天 气的力量。地震可以发生在任何天气、任何区域、任何季节以及一天当中的任何时间。有时候人们会问:“地震会不会以某种方式改变天气?”答案是:地震本身不 会使天气发生改变。作为地球构造学的一部分,地震经常会改变地势的高低及其相关生态,比如地震可以使内陆变成海滨,或者相反。地震要想改变气候需要花费几 百万年时间,并且需要很多次地震的积累。

  问:地震会集中在清晨、夜间或是一个月当中某些特殊的日子吗?

  答:地震在一天、一个月或是一年当中的任一时刻发生的概率都一样。时间上的不同并不会影响地震的发生。

  问:大地在地震时会张开吗?

  答:在地震引发滑坡、侧移或其他地质变动的过程中,大地会出现一些浅的裂缝。但在地震中断层不会张开。因为地震时的运动是沿着断层方向,而不是垂直于断层方向。如果断层张开了口子,由于摩擦力的消失反而不会形成地震。

  问:地震能不能制造火山?

  答:不能,火山是由另外一种地质活动产生的。地震可以在某一地区的火山喷发之前、之中或之后发生,地震是火山喷发活动的结果,而非原因。

  问:人们能不能通过制造许多小地震来避免大地震的发生,或者能不能通过用水或其他东西润滑断层的方式避免?

答:通过观察,地震学家发现每发生一次6级地震都会发生10次5级地震,100次4级地震,1000次3级地震……以此类推。这些就是“许多小 地震”,但无论发生多少次小地震都不足以排除一次大地震的发生。一次6级地震的强度相当于32次5级地震、1000次4级地震、32000次3级地震。所 以,尽管地球总是会发生很多的小地震,但它们都不足以消解偶然出现的大地震。

  至于用水或其他东西来润滑(“lubricating”)断层,目前已经知道向地下注入高压液体可以导致地震的提早发生。但在任何人类居住区域做这样的事情都很危险,因为这有可能引发一场破坏性地震。

  问:月亮或行星的位置会影响地震活动性吗?

  答:月亮、太阳以及其他天体可以扰动(轻微改变)地球的重力场。影响的强弱与天体的质量成正比,而与它们和地球之间的距离的三次方成反比。

从长期的地震资料来看,在地震发生频率与半日潮(Semi-diurnaltides)之间并不存在显著的相关性。然而,在部分火山地区,如猛犸湖(MammothLake),半日潮与余震发生率之间存在着一些虽然较弱但十分重要的相关性。

  问:为什么我们会有如此之多的地震?地震发生得越来越频繁了吗?这是否意味着一次大的地震即将来临?或者如果长时间没有地震发生,是不是意味着压力正在积累?

  答:尽管近年来地震发生有所增多,但是这一个世纪以来7级及7级以上强震的次数还是基本保持不变,而且,根据我们的记录,近些年来这一数字还有减少的趋势。之所以人们会感觉地震发生得日益频繁,原因很多,其中最主要的是因为目前破坏性地震的次数在增加。

  1)对于过去20年来情况的部分解释是,我们能够捕捉到的地震的次数确实在逐年增加,而这主要是由于地震监测点的大规模增加以及全球通讯能力的显著加强。
1931年,全球大约只有350个监测点;而今天这一数字已超过了4000,并且来自这些监测点的所有数据都能通过电报、电脑和卫星信号快速汇 总。监测点的增加和数据的快速处理使得我们以及其他的地震研究中心能够测定许多以前无法测定的小地震,并且能够更快速地对地震进行定位。

  国家地震信息中心(NEIC)每年可以测到12000-14000次(或者每天约35次)地震。同时,由于信息传播速度的加快以及人们对自然灾 害兴趣的增强,公众对地震了解越来越多。根据一项长期的数据记录(大约起始于1900年),我们每年要遭遇平均18次强震(7.0-7.9级)以及一次超 强地震(8.0级以上)。但是,在过去的32年里(1969-2001),在1971年以后,只有1992年和1995-1997年的数据达到或超过这一 平均值,而1970年和1971年的强震次数分别是20和19,其他年份里的强震次数都远低于18这个数值。

  2)受地震威胁的人口在增长。虽然强震的次数大致不变,但是地震威胁地区的人口密度却在增长。在人口增长的同时,一些国家开始修建抗震能力更强的新型建筑物,但还有许多国家没有。因此我们常常看到相同规模的地震却造成了更多的人员伤亡。

  3)全球通讯在增强。就在几十年前,如果有地震发生在比如说印尼或中国东部,造成了数百人死亡,那么世界其他地区的媒体可能一直到几天甚至几个 星期之后都不知道消息,时间久到这件事失去新闻价值。到了信息公开的那一天,这一新闻也只能屈居报纸末版了。那时候,公众也没有互联网。而如今,信息几乎 是瞬间抵达。

  4)地震的丛集性和人们的心理因素。虽然每年大地震的次数基本相同,但是地震常常会集中发生。这一现象已被各种统计模型所证实,但它并不表明那 些相隔遥远而时间接近的地震之间有什么相互联系。但是这种丛集性一旦发生,特别是当媒体大肆渲染之后,人们就会变得格外敏感。而在没有破坏性地震发生的时 间里,人们并不会关注它。

  暂时性的地震活动频繁并不能说明大地震即将发生。同样,地震活动减少也不代表强震将至。短期的地震频率变化都只是地震活动性自然变化的一部分。 我们无法知道这次它会不会导致大的地震。发生很多小地震——尤其在地热地区——是正常情况,另外在中等规模以上的地震之后会出现一系列余震。这些都是自然 发生并且可以预料的地震活动。

  问:人类活动能够诱发地震吗?我们能够阻止地震的发生吗?

  答:美国、日本和加拿大曾经记录过几次因人类活动——将液体注入到深井之中——而发生的地震(为了垃圾处理、二次采油以及水库供水)。这些地震 绝大多数都比较轻微,而其中最大并且最广为知晓的一次发生在落基山的阿森纳(Arsenal)地区,靠近丹佛市。那是1967年,液体的注入引发了5.5 级地震以及一系列稍小些的地震。实际上在那次地震前,当液体注入与早期发生的一系列地震之间关系被确认之后,这一行为在这个地区就已经停止了。
而其他人类活动,甚至包括核爆炸,都不会引发地震活动,因为核爆炸所释放的能量很快就会在地球表面耗尽。地震是地球构造过程的一部分,通常不会 受到人类的影响或控制。地震震源一般在几十上百公里的地下。引发地震所需的能量和规模大大超出人类的日常活动。另外我们也不能阻止地震的发生。不过我们可 以通过确定地震危险区、修建更安全的建筑物、普及防震知识来有效减轻地震对人类的危害。

  问:在同一天发生的两次地震之间是不是有关联的?

  答:人们常常认为一场在阿拉斯加的地震可能引发了另一场在加利福尼亚的地震,或者一场发生在智利的地震与一周之后发生在墨西哥的地震之间有着某 种关联。实际上,以这样的距离跨度来说,答案是“不”,因为即使是地壳的岩石,也没有坚硬到足以将压力有效传播到千里之外的程度。(来源:南方周末,翻译:袁玥)

附:USGS 512汶川地震分析图表综合图(2.9M)


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