“浮冰”上的家園

許健生 李麗

軟流層運(yùn)動(dòng)是地震的

罪魁禍?zhǔn)?/h3>

目前，人類還不能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)地震。

地球結(jié)構(gòu)示意圖

這要從地球結(jié)構(gòu)說(shuō)起。地球科學(xué)家們經(jīng)過(guò)多年的觀測(cè)和研究發(fā)現(xiàn)：地球的結(jié)構(gòu)類似于雞蛋，從外到里大致由三個(gè)圈層構(gòu)成，最外層是地殼，類似于雞蛋的蛋殼，厚度為30～40千米，由各種各樣的巖石組成;中間層是地幔，類似于雞蛋的蛋清，平均厚度約2900千米，地幔中有一層緩慢流動(dòng)的物質(zhì)，稱之為“軟流層”，軟流層的厚度約350～500千米;最里層是地核，類似于雞蛋的蛋黃，平均厚度約3400千米。

地球科學(xué)家們認(rèn)為，由于軟流層中的各部分物質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)不同，導(dǎo)致軟流層中的物質(zhì)始終處在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由此帶來(lái)了地殼運(yùn)動(dòng)并使地震較為集中地分布在某些地震構(gòu)造帶上。

全球板塊構(gòu)造圖

眾所周知，地殼和地幔上部的一部分雖被稱作“巖石圈”，但它并不是“石板一塊”的完整巖石圈層，而是由不同尺度的板塊和斷層構(gòu)成的離散體系;同樣，板塊內(nèi)部也不是完整的“石板一塊”，它又由許多大小不同的地塊和斷層構(gòu)成。斷層泥（各地塊之間的夾層）由黏土和巖石碎礫組成，相互之間的黏結(jié)力很小，它們是千百萬(wàn)年以來(lái)地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。顯然，一塊大尺度的地塊是由若干小尺度的地塊構(gòu)成的。這些互相粘結(jié)不緊密的地塊漂浮在地幔的軟流層上，就像初春時(shí)節(jié)冰河解凍之后，漂浮在水面上的浮冰一樣，在水流的帶動(dòng)下隨波逐流。同樣，漂浮在地幔軟流層上的板塊和地塊也在隨著地幔軟流層的流動(dòng)而發(fā)生運(yùn)動(dòng)。因此，目前地球科學(xué)家普遍認(rèn)為地幔軟流層運(yùn)動(dòng)是地震發(fā)生的主要驅(qū)動(dòng)力源。

一直運(yùn)動(dòng)的地塊

近代地震觀測(cè)和研究發(fā)現(xiàn)，板塊的邊緣和地塊間的斷層面上是大地震最容易發(fā)生的地方，地球上絕大多數(shù)地震都發(fā)生在這里。是不是所有板塊和地塊的運(yùn)動(dòng)都會(huì)引發(fā)大地震呢？似乎并非如此。因?yàn)榘鍓K和地塊運(yùn)動(dòng)是每時(shí)、每地都發(fā)生著的普遍現(xiàn)象，而大地震卻是在某些地方，數(shù)十年甚至幾百年才發(fā)生一次的小概率事件。

中國(guó)大陸地塊和運(yùn)動(dòng)速度矢量圖

以中國(guó)為例，中國(guó)大陸各地塊在地幔軟流層運(yùn)動(dòng)的帶動(dòng)下以每年3～10毫米的速度運(yùn)動(dòng)，這說(shuō)明我們腳下的地塊、我們的家園、我們的“不動(dòng)產(chǎn)”——房子就像冰河上的浮冰一樣一直在運(yùn)動(dòng)，只不過(guò)因“動(dòng)靜”太小，如果不用專門(mén)的觀測(cè)儀器就無(wú)法感知它在運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，如果各地塊間運(yùn)動(dòng)速度一致、方向一致，有秩序地運(yùn)動(dòng)，各地塊間的斷層面上受力均衡，各地塊間就會(huì)“相安無(wú)事”，不會(huì)發(fā)生地震。就像跑在高速公路上的汽車，只要各車遵守交通規(guī)則，保持同樣的速度，同樣的方向，各行其道，就能相安無(wú)事，不會(huì)撞車和追尾。

這種運(yùn)動(dòng)被稱為無(wú)震滑動(dòng)。如此說(shuō)來(lái)，各地塊如果都遵守“交通規(guī)則”，作這種無(wú)震滑動(dòng)不就平安無(wú)事，不發(fā)生地震了嗎？而實(shí)際情況又不完全如此。由于各地塊的大小、形狀和厚度各不相同，地幔軟流層運(yùn)動(dòng)對(duì)它們的作用力不同，各地塊運(yùn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力不同，運(yùn)動(dòng)的方向也不同。不同地塊會(huì)發(fā)生平動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和靜止不動(dòng)等步調(diào)不一致、不遵守“交通規(guī)則”、無(wú)秩序的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而造成各地塊之間的推擠和阻擋。就像冰河中的浮冰一樣，會(huì)出現(xiàn)互相擠壓、碰撞，甚至發(fā)生一塊浮冰下插到另一塊浮冰下，互相別撬的情況。各地塊之間的這種推擠、阻擋和別撬均可造成某處作用力集中和積累，若某處作用力集中和積累到足夠大，大到能克服阻擋，使地塊發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，大到能使地塊巖石層的薄弱處發(fā)生破裂，就會(huì)引發(fā)地震。

因此，要想對(duì)地震進(jìn)行預(yù)測(cè)，就必須要回答在哪個(gè)地塊，哪個(gè)斷層上作用力正在集中和積累能量等一系列問(wèn)題。然而，遺憾的是，當(dāng)前地球科學(xué)無(wú)論是對(duì)地震孕育過(guò)程的認(rèn)識(shí)，還是對(duì)孕育過(guò)程中物理和化學(xué)等變化的直接或間接觀測(cè)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到清楚和確切的程度，還有待我們的努力。

地震的預(yù)測(cè)還任重道遠(yuǎn)