科学家详解汶川大地震的13个科学问题

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1、科学家详解汶川大地震的13个科学问题　　编者按　中国科协学术会刊《科技导报》2008年第10期推出“汶川地震特刊”。在特刊中，中国地震局地球物理研究所名誉所长陈运泰院士、中国地震局科学技术委员会主任陈顒院士、中国科学院研究生院地球科学教授史保平等分别以论文、评论和访谈的形式，对汶川大地震发生后公众非常关心的一系列问题，如汶川大地震震级为什么调整、汶川及附近地区是否进入了地震活跃期、地震是否可以预报等，做了说明与解释。征得《科技导报》的同意，我们浓缩、整理出如下13个问题，以使读者能够对汶川大地震有更为科学的了解。  陈　顒　　　　　　　　　陈运泰　　　　　　　　　史保平　　1、汶川

2、大地震释放的能量有多大？　　陈顒：中国地震台网中心、美国地质调查局和日本气象厅测定的这次汶川地震震级分别为：8.0,7.8,7.9。按我国确定的震级8.0计，汶川地震释放的地震波能量约为1023.7尔格，相当于上千颗二战时美国在广岛扔的原子弹的能量。　　2、汶川大地震的物理过程如何？　　陈顒：这次地震破裂从汶川附近开始，破裂带沿北东方向延伸。地震滑动从西南向东北传播，第100s时破裂的位置在北川附近，整个破裂持续时间为120s，地震造成的地下破裂长度约300~400km。震源破裂滑动量较大的区域有两处，分别分布在（40~80km）和（100~140km）附近；大的滑动一般对应大的地

3、震灾害，这两处正是目前得知的地震破坏最为严重的汶川和北川附近的地区。这次地震的震源深度在8~12km附近，地下震源处的最大滑动约小于9m。　　汶川距北京1530km，地震面波传播所需时间约500s。北京地震台在地震发生约8min记录到了汶川地震产生地震面波的到达。汶川地震发生在14时28分，而北京高层建筑居民感受到的震动的时间则是14时36分。　　3、汶川大地震的发生是否表明这一区域进入了一个地震活跃期？　　陈顒：在地震学史上，一次如此巨大地震原地重复的例子极为罕见。一般来说，一个地方发生一次超大地震之后，将有一段百年以上的地震平静时段。　　4、汶川大地震为什么从7.8级修订为8.

4、0级？　　陈运泰：汶川地震发生后，美国地质调查局国家地震中心给出的结果是“矩震级”7.8级。不久，将其修订为“矩震级”7.9级。我国地震台网用的是“面波震级”，速报结果为“面波震级”7.8级。地震后翌日，我们所做的“地震矩张量反演”得出的测定结果是，汶川地震的“矩震级”至少为7.9级，有可能高达8.3级。5天后修订为“面波震级”8.0级。　　5、汶川大地震与唐山大地震相比哪一个更大？　　陈运泰：与1976年7月28日唐山地震相比，汶川地震大得多。许多人都熟悉唐山地震最后确定的震级是7.8级，但那是“面波震级”。那么，唐山地震的“矩震级”是多少呢？唐山地震的“矩震级”是7.6级。所以

5、，无论是“面波震级”，还是“矩震级”，汶川地震都要比唐山地震大得多。汶川地震的“矩震级”（7.9级）要比唐山地震的“矩震级”（7.6级）大0.3级，这表明汶川地震释放的能量比唐山地震释放的能量大约3倍！事实上，汶川地震的断层长度大约为300km，也是唐山地震断层长度（不足100km）的3倍多。汶川地震的震级大、断层长，从一个侧面说明了为什么这次地震造成了如此巨大的破坏。　　6、地震震级如何测定？　　陈运泰：地震的震级是根据在地面上测到的地面振动的强烈程度来测量。测定震级有几个难点：第一，在地面上测到的地震引起的地面振动，不仅仅是由地震的大小决定的，它还与地震波传播时所经过地方的性质

6、大有关系。在不同的地层、沿不同的方位，地震波的速度都不一样，介质对地震波吸收的程度也不一样。所以，即使距离相同，在不同方位的地震仪记到的地震波动幅度，也会因传播地震波的介质的不同而不同。确定震级的时候，要考虑到地震波“沿途”衰减的情况，将传播路径的影响扣除掉。　　第二，地震波传到了地震台上，有些地震台建立在很坚硬的基岩上，而有些地震台别无选择，只好建立在松软的沉积层上。松软的沉积层对地震波有放大的作用。同样的地震波，传到地震台站下方的时候，到了松软的地方就放大，到了坚硬的地方不放大，所以地震仪记录下来的地面振动的幅度也不一样。因此，确定震级的时候，还要考虑到台站所处位置的土层和岩石

7、条件。　　第三，地震是地底下岩石突然的错动，这个错动是有方向性的。地震发生的时候，向东发出的地震波和向北发出的地震波，在幅度上本来就可能不一样，即辐射有所谓的“方向性”。在进行震级测量的时候，理应事先考虑到这些因素。　　第四，地震学家在测量地震震级的时候，常不得不用不同的标度或尺度测量，因为并不是所有地震都可以用同一把“尺子”来量的，在某个震中距范围的地震，只能用某个震级标度来量，而在另一个震中距范围的地震，则只能用另一个震级标度来量。当然，用不同的“尺子”量同一个地