“土叙地震”的破坏力量为何如此剧烈

2023-02-13 16:10 新华每日电讯责任编辑：陈曦

2023年2月6日当地时间凌晨4:17,土耳其东南部发生7.7级地震;大约9个小时之后,当地时间下午1:24,再次发生7.6级地震。这两次地震造成了严重人员伤亡。据土耳其和叙利亚政府及救援机构消息,截至2月10日,土耳其南部靠近叙利亚边境地区的强震已致土叙两国超过2.2万人不幸遇难,举世震惊痛惜。

“土叙地震”的破坏力量为何如此剧烈?人类面对突如其来的地震为何难以预测?本报记者专访了中国地震学会构造物理专委会副主任、香港中文大学理学院地球环境科学系副教授杨宏峰。

地震发生在一条大型走滑断裂带上

杨宏峰长期从事地震震源物理、俯冲带动力学、断裂带和诱发地震等研究,已在国际期刊上发表相关论文80余篇。他介绍说,土耳其地处欧亚大陆交界,所处的地质单元被称为安纳托利亚微板块,北部是欧亚板块,东南部是阿拉伯微板块,西南部是非洲板块。由于阿拉伯板块和非洲板块向北推挤,而北部又被欧亚板块阻挡,所以安纳托利亚微板块向西运动,在其南北两侧都形成了大型走滑断裂带,故而地震频繁发生。

2月6日发生的7.7级地震,发生在位于土耳其东南部的东安纳托利亚断裂带上。这条断裂带是安纳托利亚微板块与阿拉伯板块之间的边界,是一条大型走滑断裂带,由西向东延伸,长度超过400公里。

由于阿拉伯板块向北推挤,安纳托利亚微板块向西运动,造成了东安纳托利亚断裂带的左旋运动,每年大约6-10毫米。事实上,在2月6日的7.7级地震发生之前,东安纳托利亚断裂带已经陆续发生过多次地震,其中不乏7级以上的破坏性地震。

此外,土耳其的北部还有一条规模更大的走滑断裂带,称为北安纳托利亚断裂带,是分隔欧亚板块和安纳托利亚微板块的边界,呈现右旋走滑运动,滑动速率约为每年15-25毫米。北安纳托利亚断裂带也是地震频繁发生的地点,最近的一次,是发生在1999年8月17日的伊兹米特7.6级地震,导致超过18000人死亡。

地震破裂长度超过300公里、地表位移超过3米

“虽然一次地震经常在地图上仅仅标记为一个点,但实际上地震的破裂尺度很大。这次7.7级地震的破裂长度超过300公里,观测到的地表位移超过3米,附近的地震台站观测到的最大加速度超过20m/s2,这相当于两个重力加速度。”杨宏峰介绍说。

断裂带的不同段落都产生了破裂,破裂过程极为复杂。在2月6日7.7级地震发生之后不久,在震中附近发生了一次6.7级的强余震,并有大量4-5级的余震。让人震惊的是,9个小时之后,在距离7.7级地震震中东北约100公里之外,又产生了一个7.6级的强震。7.6级的强震并非发生在东安纳托利亚断裂带上,而是在一条分支断层上。

“通过计算7.7级地震对周边地区的影响,科学家发现7.6级地震很可能是被7.7级地震触发产生的,可以认为是7.7级地震的余震。但是震级如此接近的两次强震在同一天发生,是极为罕见的。”杨宏峰说,“在板块作用下,全球的活跃地震带每年发生多次地震。平均来说,8级地震每年1次左右,7级以上地震每年15次左右,这是长久以来通过全球地震观测总结的规律。从目前看,这个规律并没有太大的波动。”

人类对于地震发生机理的了解依然有限

针对地震三要素(时间、地点、震级)的精准预测被誉为地球科学的“圣杯”之一,是很多地球科学工作者的毕生追求。目前,科学家尚缺乏系统可靠的办法,实现同时对地震三要素的精准预测,原因在于,目前人类对于地震发生机理的了解依然有限。

据杨宏峰介绍,大多数破坏性地震发生在地表之下10-20公里深度,但是对这个深度进行直接探测非常困难,可谓“上天易、入地难”,大多数认识都是基于地面上的观测获取,导致对发震断层的状态演化的认识精度有限。

此外,大多数破坏性地震的复发周期很长,通常达数百年甚至数千年。人类开展现代地震学研究的时间相对很短暂,使得可靠的参考数据有限,也给精准的地震预测带来了挑战。

但是,随着人类对地球科学研究的深入,现代地球科学家通过多种手段,包括现代地壳运动场、断裂带曾经发生过的历史地震等信息,已经对可能发生大地震的地区有了较好的了解。

例如,此次土耳其发生7.7级地震的东安纳托利亚断裂带、2022年泸定发生6.6级地震的鲜水河断裂带、2022年门源发生6.7级地震的海原断裂带等一系列断裂带的强震危险性,都已被科学家所认识到,并正在深入研究。

通过结合其他地震规律,可以给出某一断裂带发生地震可能震级的概率大小,也可以计算出某一区域可能遭受强震的概率大小和时间尺度。目前,这样的概率预测手段已经比较成熟,并已应用于防震减灾工作。(记者张建松)

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