“海歸”地質專家倪四道教授談地震

倪四道博士，長江學者特聘教授，獲中國科學院引進海外杰出人才計劃、國家杰出青年科學基金資助。1993年畢業于中國科學技術大學，獲地球物理學士學位，1996年獲中科大地球與空間科學系地球物理碩士學位，2001年畢業于美國加州理工學院地質與行星科學系，獲得博士學位。現任中國科學技術大學地球與空間科學學院地球物理學教授、博士生導師、中國科學院殼幔物質和環境重點實驗室副主任，《應用地球物理》英文版編委，國際科學院組織自然減災項目專家組成員。

說起“5·12”汶川大地震，人們更多的是感到哀慟、驚恐，親歷地震的人們至今仍無法從那段灰暗的記憶中平復。支援災區的工作在緊鑼密鼓地進行著，與此同時，對于地震的疑問，也在大眾心中久久盤旋不去。那么，地震發生的機理到底是怎樣的?它有什么特點?地震可以預測嗎?對于這一系列問題，我們有幸請到地質專家倪四道教授為大家作一一解答。

比唐山大地震還要強烈2～3倍

記者：這次汶川大地震影響之大、波及之廣我們有目共睹，不禁讓人回想起30年前的唐山大地震，相比較而言，這次地震有什么特點呢?

倪四道：這次地震無論從強度、影響范圍，還是從破壞力而言，都比唐山大地震嚴重。這次地震的破裂長度將近300公里，而唐山地震只有100多公里。汶川地震的影響范圍在250×40平方公里內，破壞是非常嚴重的。

記者：之前有人將唐山大地震造成的影響比作“400顆廣島原子彈在距地表16公里的地殼中猛然爆炸”，那么，此次地震所造成的影響怎樣呢?成因又是什么?

倪四道：汶川地震的影響是上次地震的2～3倍。唐山地震時，京、津的影響都不是太大；而這次，離震中很遠的西安、甘肅等地，都發生了傷亡。汶川地震發生在青藏高原的東南邊緣，川西龍門山的中心，位于汶川一茂汶大斷裂帶上。成因就是印度板塊向亞洲板塊俯沖，造成青藏高原快速隆升。高原物質向東緩慢流動，在高原東緣沿龍門山構造帶向東擠壓，遇到四川盆地之下剛性地塊的頑強阻擋，造成構造應力能量的長期積累，最終在龍門山北川—映秀地區突然釋放。

記者：之后的余震為什么次數那么多且程度強烈呢?

倪四道：從統計學角度來說，大地震發生過后總會有余震，這是必然的，且震級越大，余震越強、越多。比如，8級大地震過后總要發生6級余震5～10個，5級以上的100～200個，4級幾百個，以此類推，當然，3級、4級不足以造成影響。這次地震也不例外，它對當地的地質結構造成一定影響，余震其實就是地質結構重新調整的過程，以恢復到平衡狀態。

中國的地質情況難以下結論

記者：有人提出我國地質已進入不穩定期，是這樣嗎?

倪四道：歷史上曾有這么一個說法，由一些老專家提出，即中國有若干個活動期，比如說，在某個300年內地震頻發，接下來平靜500年，過后歷史又會重演。這個說法是否屬實，難以下結論，因為人類有記載的歷史非常短，僅僅幾千年。

記者：真是有這么一個規律?

倪四道只是推測。以我國近年來的地質情況來看，眾所周知，30年前唐山發生7.6～7.8級地震，而當年云南西部龍陵縣也發生了地震，同樣的震級；1988年，云南瀾滄和耿馬分別發生了7.6級和7.2級地震。1976年以來，我國7級以上地震是相對比較集中的。再以9級以上地震來說，在上世紀60年代，世界上接連發生3次，之后平靜了40年，直到2004年12月26日印度尼西亞海域發生里氏9級地震并引發海嘯。看起來，它似乎有連串、扎堆的特性，但是人類研究地震的歷史尚短，這種規律是否存在還有待探索。

記者：目前我國地質總體情況如何?

倪四道：中國地震局掌握著這方面最全面的資料，他們每年都會召開一次大型會議，對全國地震形勢進行判讀以及評估，對來年可能發生地震的地區、時間、程度作預估。

震后快速預警可極大地避免傷亡

記者：早在2005年，您與外籍合作者研究并找到海嘯早期預警辦法，可在地震發生后的25分鐘內確定地震的破裂長度和持續時間等基本參數。這種辦法能否為地震預測提供幫助呢?

倪四道：預測和預警不同。預測是在地震尚未發生之前告訴人們地震可能在哪里、何時發生；而預警是地震發生之后，利用最近的地震臺快速確定地震的基本信息，在地震波還未到達該地時，告知人們做好防御工作。以此次汶川地震為例，地震波從震中映秀到北川有一次比較大的能量釋放，然后到達青川又有一次，前后跨度200多公里，耗時100多秒。若事先建立預警系統，就可在地震擴散過程中及時提醒其他地區公眾及時躲避，且離震中越遠做準備的時間越長。青川離震中200公里左右，期間可實施不少預防措施，以將損失降到最低。海嘯預警較地震預警而言是比較容易的，因為地震的發生才引起的海嘯，它的速度相當慢，與民航飛機的速度相當；而破壞力極強的地震波傳遞速度為每秒2～3公里，100公里外的地域在短短十幾秒內就會受到波及。

記者：這種預警系統的使用情況如何?

倪四道：日本、土耳其、美國加州部分地區、墨西哥和我國臺灣省都已相繼建立了地震預警系統，一些系統已經過地震考驗，積累了經驗。其中，日本在這方面的工作進展得非常好，而我國缺少這種系統。現代通訊技術很發達，該系統就是在地震波傳遞的過程中，打個時間差，在地震波還未造成傷害之前先行告知公眾。其應用范圍很廣泛，比如，正在運行的地鐵可及時停運，以免造成人員傷亡；正在作業的工廠可及時封鎖生產鏈，以免造成毒氣泄漏；政府可通過自動裝置，暫停煤、電、水的總供應，以免火災等次生災害發生；正在手術的醫生可及時處理病患；正在上課的教師可及時組織學生疏散……由于此種觀念是新近提出的，我國的工作重心還不在這方面，但我相信以后會很快做起來。

記者：與美國、日本等發達國家相比，我國除了缺少地震預警系統，還有哪方面的不足?

倪四道：實踐經驗。其實我國的地震研究理論已達到一個相當的水平了，主要是經驗不足。但是我們可以借鑒發達國家的經驗，組織相關人員大力研究、實施。以現有的理論和技術基礎，在震前、震中和震后3個階段中，減少災害損失都大有可為。

記者：曾有媒體報道，您大力呼吁國家緊急建立地震預警系統。那么，若真正建立時，該從哪方面著手?

倪四道：我國要建立預警系統，地震監測臺站密度還不太夠。目前，我國西部地區臺站密度比較小，做起來難度大，需要再加密。首都圈臺站密度比較大，做起來容易些。我國硬件設施還不錯，如果行動起來，有望在幾年內把預警系統所需的監測硬件搭建起來，而且地震監測儀器的相關技術也一直在發展。現在很多人提出可以把地震監測儀的成本做得更低，甚至在筆記本上設傳感器，這樣監測儀將變得更小型化、經濟化。此外，能否把確認地震參數的時間再縮短、精度再提高，仍然是個亟待解決的難題。

畢生致力于地震研究

記者：您曾經留學于美國加州理工學院，您所了解到的美國地震學研究以及國際合作情況是怎樣的?

倪四道：美國加州理工學院的地震學研究歷史悠久，里氏地震規模就是于1935年由兩位來自該學院的地震學家共同制定的。再加上加州南部地震頻發，所以基礎資料多，利于研究。此外，世界上赫赫有名的地震學專家Hiroo Kanemari亦供職于該院，他曾為地震學研究作出過重要貢獻，此次他也大力呼吁中國應盡早建立地震預警系統。先前提出的海嘯預警辦法也是我和一些加州理工學院的老師們合作的成果，現在我們仍就地震方面進行合作與研究，比如相關參數的確定。此次地震發生的過程亦在我們的研究范圍之列。

記者：您在大學本科時就進入了地球物理研究領域，您是受什么影響而進入這個領域的呢?

倪四道：開始讀本科時，我進了一個比較特殊的班級，叫做教學改革試點班。我們初期不劃分專業，接受的是通才教育，數學、物理、化學樣樣都學，到第三年底開始選專業。當時讀過著名報告文學《唐山大地震》，覺得地震領域還有很多未解之謎，就毅然地選了地球物理專業，決定了自己此后的研究道路。

記者：您在中科大任教這么多年了，您所了解到的該領域的人才走向是怎樣的?

倪四道：在中科大以及北大，每年地球物理專業的本科畢業生中會有三分之一的人出國留學，他們多會念完博士課程，畢業后可繼續作相關研究，也可進入石油公司、礦產公司，也可專門作地震災害評估。在國外，地震災害評估這一行業頗受重視，其應用范圍也很廣泛。

記者：目前的研究是關于哪些方面的?

倪四道：除了本科生，研究生教學之外，我所作的研究分為兩大類，其一是大地震震源快速確定，與地震預警、海嘯預警密切相關；其二是地球內部結構的研究，包括地球內部的運動機理、地震的產生等。

此次汶川地震發生后，本就身兼教學、研究兩大重任的倪四道教授可謂忙上加忙。他積極參與地震專家委員會，投身于地震成因的分析工作，為災區救援工作建言獻策。此后不久，他又在中國科技大學開展了一次名為“汶川—北川—青川大地震”的科普報告，面向廣大師生，備受社會各界關注。他說，能夠多多推廣地震知識、消除大眾心中的疑慮是他的義務。