认识四川汶川大地震.DOC

認識四川汶川大地震 今年五月十二日,四川汶川發生規模達到八級之世紀大地震,在短短兩分鐘內,災區猶如遭受427顆長崎型原子彈密集轟炸,房傾屋倒,滿目瘡夷,山崩地裂,直似人間煉獄,罹難人數逼近七萬大關,失蹤人口一萬七千恐亦將凶多吉少,受傷人數接近三十七萬五千人,五百萬人無家可歸。災區範圍廣達十餘萬平方公里,哀鴻遍野,慘不忍睹,可以說是一次人間大浩劫。離開震央(或震中)一千五百公里的北京和一千九百公里的台北都有震感報告。一九九九年九月二十一日台灣地區亦曾發生規模七點六之集集地震,死亡人數接近二千五百人。我們不禁要問:這究竟是怎樣的地震?汶川地區以前是否發生過地震?汶川是怎樣的地方,為何發生如此的大地震?如何瞭解它的震源機理?罪魁禍首在那裡?以後還會不會有大地震? 汶川地震背景 汶川距重慶大約350公里,在成都西北方向100公里茶坪山的岷江河畔。茶坪山北接龍門山,這次地震的震源落在龍門山斷裂帶上,深度約15+4公里,屬淺源地震。汶川地區三百年來,未曾發生大地震,1657年曾有規模相當於6.2級之地震記錄,1933年在距汶川約一百公里內曾發生規模7.3級深度約25公里的地震(圖1),過去35年間,許多四級以上的地震在龍門山構造帶西側的青藏高原發生,相對而言,東側的四川盆地甚為稀少。 圖1 龍門山構造帶是汶川地震的關鍵 龍門山構造帶自東至西包括安灌斷層、北川-映秀斷層和茂汶斷層,不只是青藏高原與四川盆地的界線,也標誌著青藏高原地層變形的最東緣。這個構造帶長期承受由西向東的構 造應力,達到其強度之極限,因破裂而釋放能量,於是發生地震。 龍門山構造帶應力主要根源:印度板塊的擠推 在板塊運動中,印度板塊大約在五千萬年前,開始由南向北碰撞上歐亞大陸板 塊,造成青藏高原持續至今的抬升,高原南緣隆起了喜馬拉雅山,而高原地殼物質受到印度板塊幾近南北方向的擠推,產生類似被壓擠的麵糰效應,向東西兩側逐漸移動,並在東側遇到古老四川盆地剛強地塊的阻擋,形成龍門山構造帶的變形前緣,並標幟著青藏高原與四川盆地的交界。龍門山構造帶在來自西側的應力作用下形成,與喜馬拉雅山受到推擠而隆起的道理相似,部分應力則因剛強地塊的阻擋而沿著構造線轉向東北,但在龍門山構造帶變形前緣長期累積的應變能量,則必需等到克服此處之地殼強度,導致地殼破裂地震發生才得以釋放。 以下作者擬從地球科學的角度簡單敘述此次汶川地震的面貌和重要性質,以便提供讀者能進一步的認識它的成因、機理和意義。 汶川地震的面貌和重要性質 汶川地震發生在北川-映秀斷層上 從中國與世界地震網的資料,這次地震震中(或震央)定在北緯 30.989°, 東經103.329°的汶川縣境接近映秀鎮的位置,深度約15公里的北川-映秀斷層面上。平行於這條斷層東側為安灌斷層,西側為茂汶斷層,都是龍門斷裂構造的一部分,大致呈東北-西南走向。一般而言,這類發生在幾十公里深度地殼內的地震,都叫做淺源地震,正因為接近地面,所以對地表的建築物破壞力較大。 汶川地震為逆衝型 發生地震的斷層可分為三種基本型態:即正斷層、逆斷層和平移斷層。 正斷層 逆斷層 平移斷層 圖2 如圖2所示,正斷層是稱為上盤的斷層面上地塊受重力影響而下滑產生的,逆斷層常因斷層受兩側的壓力作用,使上盤的地塊逆重力方向上衝造成的,而平移斷層則是在剪力作用下,相鄰地塊沿斷層面發生水平滑動的型態。 汶川地震在擠壓應力作用下,發生了斷層面西側的上盤以向上逆衝為主的運動,所以稱為逆衝型。 圖3 從實地觀察,如圖3新華網照片可見,破裂的斷層上盤(即人們走過來的地塊)已上衝並覆蓋在較低的下盤(即破裂帶前之地塊)上。 汶川地震具有右旋的性質 從野外觀測和震源機理,我們都可看到汶川地震在擠壓應力作用下,不但發生了上盤向上逆衝的運動,並且具有右旋滑移的性質。 圖4 所謂右旋滑移是指平移斷層運動的一種情況;如圖4所示,倘若觀察者站在斷層一邊,看到對面地塊向右滑移,這類平移斷層就稱為右旋(或右移),反之,若是對面地塊向左滑移,則稱 為左旋(或左移)。由於北川-映秀斷層為東北-西南走向,所以右旋性表示此處地塊承受著一部分沿龍門山構造帶向東北方向的應力作用,並非是純逆衝性質的斷層破裂。 震源機理(制) 汶川地震的主震發生在地表以下大約15+4公里的深度,意思是說,這個地震是從該點的地殼破裂引起的,我們稱它為震源,震源投影至地面的對應點稱為震中(或震央)。研究地殼在震源所在之斷層面破裂的情況,包括斷層的走向,傾角和