作者: 嵇少丞（加拿大蒙特利尔大学工学院教授）来源:南方周末
2009-05-13 18:13:40
中国的领土面积占全球陆地总面积的6.7％；领土上发生的地震约占全球陆地地震的33％，为什么因地震造成的死亡人数却占全球地震死亡人数的近60％？
汶川县漩口镇蔡家杠村莲花芯山上 （宏观震中）坚硬的花岗岩和花岗闪长岩在地震时发生强烈的瞬时脆裂，形成干碎石流，吞没了下游几十户居民
都江堰市虹口乡八角庙村部队小院。龙门山中央断裂从此通过，小院被撕裂,北西盘相对于南东盘抬升4.5米
大地被强行撕裂。都江堰市虹口乡八角庙村一处高达4米的同震断层陡坎
汶川大地震让我们看到了人类的渺小和大自然力量的巨大。1835年3月4日，26岁的达尔文来到刚刚发生过强烈地震的智利康塞浦西翁市，看到了满目疮痍的城市，不由得感慨：“人类用了无数时间与辛勤劳动建立起来的城市与文明，只在1分钟时间内就被彻底地毁灭。”达尔文的这句话或许道出了很多中国人对汶川大地震的感觉。
地球村的一员
地震是地球村的一员，而且在人类到来之前就已经存在了。地球年龄46亿年,地震在地球上存在的时间至少已有44亿-45亿年了,地球冷却生成了脆性地壳,在应力作用下就会在岩石中产生脆性断裂,于是就有了地震。地震是地球的一声叹息,却让人类承受痛苦。
世界上许多人口密集的地方也是地震相对频发的地方，例如，美国的加利福尼亚州、加拿大的温哥华地区、南美的西海岸、日本和中国的台湾。居住在这些地方的海边，不仅可能受灾于地震而且还可能遭遇海啸。为什么人们会选择地震多的地方居住呢？其实，“灾区”和“福地”是一枚硬币的两面。会发生地震的地方往往是地势起伏强烈、山清水秀、云霞低垂、空气新鲜、自然景观美不胜收的地方，舒宜常有，而震灾不常有，毕竟地震的休眠期比发作期长得多。权衡利弊之后，人们还是选择在这些地方居住。
世界屋脊喜马拉雅山顶发现深海鱼的化石，密茂森林变成埋在地下几千米的煤海，沧海桑田,海陆变迁……无不是地壳构造运动的结果，哪一座山的隆起不是靠无数次地震实现的？每次大地震，逆断层往前走几米，山就向上长几米，经过许多次地震，山就逐渐长高了。至今，喜马拉雅山还在升高，龙门山还在升高，祁连山也在升高。在前后两次地震间隔期间，地壳构造运动十分缓慢，一般人并不觉察，只有科学家用特殊的精密仪器才能测量出来地面运动的方向和速率。
地球是一个构造作用非常活跃的星球，地震活动十分频繁。地球上每年发生地震约500万次，其中人能感觉到的约有5万次左右，可能造成破坏的地震约1000次，其中约20次7级或7级以上的地震可能造成严重的破坏。8级或8级以上地震平均每年只有1次，而且常常发生在洋底海沟俯冲带。人类历史上记录到的最大地震是1960年5月22日下午3点的智利大地震，矩震级9.5级，并在一个月之内又发生2次大于8级、10次大于7级的余震。
在过去500年中，地球上有750万人死于地震。在20世纪的100年中，死于地震的人数就高达100万。进入21世纪之后这8年时间内，地球上已发生7级或7级以上的强震近60次，造成近50万人死亡。例如，2004年12月26日晨7点59分，印尼苏门答腊岛北部附近海域发生特大地震并引发海啸，造成印度洋周围近30万人死亡，其中印尼有近24万人，斯里兰卡有3万多人，印度有近2万人，泰国有近9000人。此外，缅甸、马尔代夫、马来西亚、索马里、坦桑尼亚和肯尼亚也都有人死亡。
20世纪以来全球影响特大的地震灾害有12个：美国旧金山、日本关东、宁夏海原、南美智利、河北唐山、墨西哥、日本大阪－神户、土耳其伊兹米特、台湾集集、印度尼西亚苏门答腊、巴基斯坦和四川汶川，其中中国大陆有3个。全球特大地震除分布在大洋和大陆板块边界之外，相当一部分在大陆内部。地震断裂活动方式以逆冲断裂、走滑断裂和正断裂为主；在逆冲地震断裂中，台湾集集地震的车笼埔断裂具有低角度逆冲兼左行走滑性质，而汶川地震断裂为特殊的高角度逆冲兼右行走滑性质。
闭锁的断裂带
在中国地图上有一条由地理学家胡焕庸先生提出的“人口分布疏密的对比线”。这条直线，北起黑龙江爱珲县、西南达云南腾冲，它把中国大陆分成西北和东南两部分，线的东南侧，土地只占整个国土面积的36％，人口却是全国的90%。该线的西北侧,情况恰恰相反。在四川省的地图上，也有这样一条线，它就是龙门山脉。龙门山以东是称之为“天府”的成都平原，龙门山以西是高山和高原的世界。
龙门山是青藏高原东缘边界山脉，横亘于青藏高原和四川盆地之间。当你由成都平原西行，接近邛崃-都江堰-彭州-什邡-绵竹一线时，你会看到巍峨挺拔的龙门山。唐朝大诗人杜甫曾用“窗含西岭千秋雪”来形容由成都遥看龙门山的景象。中华民族历史上第一个堪称国家的夏王朝（距今4100年）的奠基人——大禹就出生在龙门山地区。龙门山古称茶坪山或湔山，后人为了纪念大禹“凿龙门，铸九鼎，治水患”的伟大功绩，将之命名为龙门山。
龙门山脉北东－南西向长约500千米，北西－南东向宽约40－50千米，从东到西分别是山前冲积平原(海拔约500米)、高山地貌(海拔2000-5000米)和高原地貌(海拔4000-5000米),为当今世界上坡度最陡的高原边界。龙门山地区的地形坡度比喜马拉雅山南坡的还大，这样的地貌特征本身就说明垂直龙门山走向的方向上水平构造应力很大。研究表明，龙门山脉在晚新生代以来经受了强烈的右旋斜冲运动。但是，横跨龙门山布设的GPS区域观测网近十年的测量结果却显示基本上没有位移。有人据此推断龙门山断裂带不是活动地震构造，这是错误的。事实上，在GPS观测的时间段内，龙门山断裂带处于闭锁状态，并不能证明龙门山断裂带是不活动的构造。毕竟人们对地壳深部知之甚少。
汶川地震是青藏高原和扬子地块之间相对运动在龙门山断裂带上产生的长期能量积累和突然释放的结果。印度大陆板块向北漂移并和欧亚大陆板块碰撞挤压，形成了世界屋脊——喜马拉雅山和巨大的青藏高原。青藏高原平均海拔高度达5000米，地下的地壳厚度达60－70千米，而四川盆地下面的地壳厚度才40千米。在重力作用下，巨大的青藏高原就像一个大胖子突然躺到一个水床上。青藏高原深部地壳的岩石在高温高压下发生部分熔融，就像水床垫中的水在大胖子重重身体的挤压下向四周边界涌动一样，向高原的周缘挤流。古老的四川盆地下面是强硬的岩石圈，深深地扎根于其下的上地幔之中，强烈地阻挡着青藏高原向东扩张。在青藏高原扩张和四川盆地反扩张的前沿阵地，于是就挤压形成了高耸的龙门山，这次四川“5·12”特大地震正是人类遭遇龙门山造山运动的悲惨一幕。其实，青藏高原周界及高原内部数条大断裂历来是地震的频发区。
汶川地震是位于青藏高原北部的松潘-甘孜地块沿龙门山中央断裂和前山断裂向四川盆地强烈推覆斜冲造成的。地下岩石在痛苦地支撑着由地壳运动产生的巨大的地应力，弹性应变能越积越高，地下约19千米深的震源体处的岩石终于支撑不住了，于2008年5月12日14点28分突然崩溃，闭锁多年的龙门山断裂咆哮着迅速向北东45o方向传播，先打通了彭州市龙门山镇－绵竹市清平乡的断裂凹凸点，在这里右旋走滑分量有所加大。然后打通了北川县曲山镇－陈家坝乡和青川县马公乡－红光乡两处断裂凹凸点。龙门山断裂带在平通－南坝附近有较大的逆冲推覆分量，青川以北主要是右旋走滑运动。
龙门山断裂在从映秀镇附近的震源形成后迅速向北东方向传播扩展的过程中先后加过3次“油”，行进280千米，最后在川陕边境由于能量耗尽而又无“油”可加才停了下来。整个破裂过程持续约90秒钟。龙门山断裂在震源形成后也向西南方向传了近20千米，但因遇到巨大障碍（可能断层阶区太大实在逾越不了）阻止其继续前进，所以只持续不到60秒钟。
微观震中与宏观震中
震源位于活动断层上，是岩石在应力作用下最先开始发生破裂的地方，因此也是地震波传播的起始点。震中是震源在地面上的垂直投影点，亦可以说震中是地震破裂最先到达地表的地方，震中及其周围地区往往是地面破坏最大的地方。震中周围几百到几千千米范围内的地震仪都能记录到纵波 (P波)和横波 (S波)到达的时间（国际时间），再知道每种波在岩石中传播的速度就可算出该地震台到震源的距离。据两个以上的地震台站的数据就能确定震中。用这种方法确定的震中称为仪器震中或微观震中，媒体上公布的现代地震的震中都是微观震中，通常以经度和纬度表示。
汶川地震的微观震中位置，中国地震局公布的是：北纬31.0o，东经103.4o；美国地质调查局公布的是：北纬30.989o，东经103.329o。离微观震中最近的居民点是汶川县漩口镇八角庙村的桂子坪，微观震中位于离桂子坪还有1.7千米古溪沟的沟尾。
根据地震后实地调查确定的地震破坏最严重的地区叫极震区，极震区的几何中心叫宏观震中。文献上提到的历史地震的震中其实系指宏观震中，因为古时候还 没有精密的地震仪。这些古地震的震中是地震地质学家后来调查极震区时考证出来的。至于破坏最严重的标志则按具体情况而定，有的以房屋破坏程度来定，有的则 以地表断裂错动的大小来定。
对于汶川地震这样的大地震，微观震中和宏观震中往往并不一致，微观震中只有一个，而宏观震中可能是一个，也可能是几个，沿着断裂带分布。汶川地震的宏观震中就有4个。
距离微观震中最近的一个宏观震中是汶川县漩口镇何家山牛眠沟蔡家杠村附近的一个叫“莲花芯”的山顶，GPS测量的地理坐标是：北纬31.0456o，东经103.4556o。 牛眠沟里住的农民大多姓蔡，故名蔡家杠村。地震之后胡锦涛主席和温家宝总理都曾到过那里视察。一条小溪从莲花芯的山上经过一个约100米高的瀑布流进牛眠 沟，然后流入岷江。牛眠沟里有一块巨石 (其实是古地震时从山上飞落下来的一块滚石)，形如一条卧躺着、安睡着的水牛，所以这条沟被蔡家的祖先命名为牛眠沟。
蔡家的家谱上录有先祖蔡文元的一首诗：
泪痕七言
漩口红灯照牛眠
牛眠沟有万顷田
莲花芯里开莲花
地动山摇到今朝
“想不到莲花芯里开的莲花是石头碎裂之花，太恐怖了！”村民蔡永富如是说。地震中，他失去了妻子和孙女。“5·12”大地震时，莲花芯里的龙门山中央断裂带中的花岗岩和花岗闪长岩在强烈的逆冲挤压和剪切作用下，瞬间发生无数脆性破裂，约400万立方米的白色岩石碎块和碎屑在短短的30-40秒的时间内，从断裂带中喷涌而出，抛到对面山上的岩石碎块和碎屑将山坡上的泥土、森林、其他植被和悬岩一并击落与震塌,干的岩石碎屑流（和潮湿的泥石流不同）立刻将两千多米长的山谷填平，居住在莲花芯和牛眠沟里的几十户人家的房屋瞬间被掩埋。“5·12”当天的目击者叙说,地震时他们看见莲花芯山上的石头像挤牙膏一样喷射到空中,然后落入山谷，碎屑流在瀑布处冲出莲花芯沟口（即上述的瀑布处），飞溅到对面两百多米外的山坡上，再右转沿着牛眠沟向下游的岷江冲去，整个过程仅约两分钟。
野外地质考察发现，汶川大地震的四个宏观震中分别位于:（1）汶川县映秀镇附近；（2）彭州市龙门山镇－绵竹市清平乡；（3）北川县曲山镇－陈家坝乡；（4）青川县马公乡－红光乡。在这4个极震区内，满目疮痍,房屋垮塌，整个山体被“开肠剖肚”,到处是滑坡、塌方、泥石流；公路、桥梁、电站被毁被埋。山体在痉挛,沟谷在疼痛。这4个宏观震中分别对应于龙门山中央断裂面上四个拐点（凹凸点或阶区），断裂拐弯处是应力集中之地，“5·12”之前，龙门山中央断裂面上这四个拐点上的应力都呈高度集中，处于蓄势待发的临界状态。换句话说，每一个凹凸点都是一个弹性变形能的大储库。“5·12”大地震这颗母弹其实是由4颗子弹组成，先是一颗子弹爆炸，然后接连引爆了其他3颗子弹。汶川大地震在地表形成了两条大断裂，一条是龙门山中央断裂，即北川－映秀断裂；另一条是龙门山前山断裂，即安县－灌县断裂。这是两条毁灭和死亡的走廊，所经之地房屋被夷为平地，无数鲜活的生命在废墟下湮灭。断裂带是大地的伤口，却让人类感到无比疼痛。
传统认定一次地震只要一个极震区，它的几何中心就是地震的宏观震中。“5·12”大地震从南到北共有4个极震区，这明显地与传统的定义不同。传统的定义即地震点模型，假说地震的能量从一个点向外释放，而“5·12”地震的能量是从四个点向外释放的，这四个点处于同一个断裂面。所以，“5·12”地震的宏观震中实际上是一条延长近270千米断断续续的窄带。把“5·12”大地震的极震区误解为以地震仪测定的微观震中点为圆心的一个同心圆，客观上影响人们对灾区总体的认识。例如，“5·12”大地震后救援的大部队在开始时均往映秀集结，救灾物资和大型工具也都运往映秀附近，而对北川、青川乃至甘肃文县的地震灾情严重估计不足，一定程度上影响了抗震救灾的效率和效果。
让悲剧不再重演
法国思想家帕斯卡尔说过：“人只不过是一根芦苇，是自然界最脆弱的东西；但他是一根能思想的芦苇。用不着整个宇宙都拿起武器来才能毁灭；大自然的一点力量、一口气、一滴水就足以致他死命了。然而，纵使宇宙毁灭了他，人却仍然要比致他于死命的东西更高贵得多；因为他知道自己要死亡，以及宇宙对他所具有的优势，而宇宙对此却是一无所知。”
汶川地震之后再读帕斯卡尔这段话，真是别有一番滋味在心头。在我们一直居住的地球上，随时有可能山崩地陷，天灾降临，摧毁我们辛苦建起来的家园，夺去我们的亲人，置我们于困境。生命在地球上就像瓦砾堆上的幼草，稀稀落落地在石头缝中生长。人类不应该过分地放大自身对自然的作用，把脆弱的幼草天真地当作参天大树，傲慢地忽略已经存在46亿年的地球。在大自然面前，我们要丢掉“人定胜天”的狂妄和盲从，认识到自己的软弱和渺小，但是我们也要反省，因为人“是一根能思想的芦苇”。
地震灾害属于巨灾类型，其最大特点就是破坏性超大而发生频率很低。大地震在同一个地点，可能要一百年甚至数百年才发生一次。生活在地震活动断裂带或附近地区的居民往往一辈子都没有遇上一次破坏性地震，甚至几代人都没有感受到地震的威力和残酷，因而血的教训常被人淡忘。每一次破坏性大地震发生后，震后救援常常得到government、媒体和公众的高度重视。然而，一旦灾害过去，劲头就会逐渐减弱，若干年后就会又回到震前的老样子，对防震减灾无动于衷，或者表面敷衍,没有实际行动和有效措施，结果是抗震能力依然低下，一旦再次发生地震，仍然是房倒屋塌，死伤惨重。所以，《唐山大地震》的作者钱钢说：“地震的悲惨，时而被人淡忘，时而又被人突然提起。被人淡忘的日子，它本应被人记忆；而被人突然提起，却每每在不忍回首之时。”
自20世纪至今，中国约占全球因地震死亡总人数的60%。同一时段，全球共发生造成20万人以上死亡的大地震两次，不幸的是这两次地震都发生在中国：一次是1920年宁夏海原8.5级特大地震，造成23.5万人死亡，另一次是1976年的河北唐山7.8级地震，造成24.4万人死亡。2008年的汶川8.0级特大地震又造成近9万人死亡和失踪。中国的领土面积占全球陆地总面积的6.7％；领土上发生的地震约占全球陆地地震的33％，为什么因地震造成的死亡人数却占全球地震死亡人数的近60％？另外，中国地震灾害造成的伤亡人数占各种自然灾害伤亡人数的近60％。造成这样状况的主要原因是，长期以来，人们对建筑物抗震设防缺少应有的重视和改善的有力措施。
由于地球内部的“不可入性”、大地震的“非频发性”和地震成因机理的复杂性等因素，目前人类还不能有效地、准确地预报地震发生的时间、地点和强度。现代科学已经让天文学家看到数百亿光年之外的遥远天体，可是人类对于我们祖祖辈辈生活的地球，才深入到12千米——前苏联在克拉半岛打的一口科学钻井。即使能够对一次破坏性地震进行成功预报，如果房屋不抗震，地震还是要毁坏我们的家园，导致重大的财产损失，造成严重的经济和社会后果。所以，防震减灾最有效、最实用的办法就是选择安全可靠、远离地震活动断裂的场地建房，并且切实地提高建筑物的抗震性能。这是一项被日本、美国和南美等多震国家证明是事半功倍的成功国策。只有实施这样的国策，1976年唐山和2008汶川地震灾难才不会再在中国重演，地震灾害才能够最大程度地得以减轻。
（本版图片均由作者本人提供） |
显身卡