地震是地球內(nèi)部介質(zhì)局部發(fā)生急劇的破裂，產(chǎn)生的震波，從而在一定范圍內(nèi)引起地面振動的現(xiàn)象。古往今來，作為始終困擾著全世界人民的重大自然災(zāi)害之一，每次破壞性地震發(fā)生所造成的災(zāi)難都給人們留下了刻骨銘心的記憶。

地震的成因

有關(guān)地震的成因，古時候人們常常把它與神話傳說聯(lián)系起來。例如，在中國，人們認(rèn)為發(fā)生地震的是土地神發(fā)威，更有甚者認(rèn)為地震是天上諸神對凡間的不滿而給予的警告，因此，古代的帝皇常常通過禱告的方式來祈求上天的原諒。而在深受地震災(zāi)害困擾的島國日本，也存在很多有關(guān)地震成因的神話傳說，他們認(rèn)為在地下住著許多不安分的巨大鯰魚怪，每當(dāng)鯰魚怪們翻動身體的時候，就會發(fā)生地震，人們爭先恐后的想通過壓住鯰魚怪不讓它翻身來制止地震的發(fā)生（如下圖）。

隨著科學(xué)認(rèn)知水平的不斷提高，人們開始從地震發(fā)生的物理學(xué)機制來重新思考地震的成因。相應(yīng)的，近代地震學(xué)作為一門獨立學(xué)科逐漸建立于十九世紀(jì)初期，但相較于其他學(xué)科地震學(xué)的起步較晚。從物理學(xué)角度來看，天然地震的產(chǎn)生是由地下巖石的破裂所導(dǎo)致的。由于熱的地核的加熱作用，在較長的時間尺度上，地幔物質(zhì)呈現(xiàn)出流體所具有的動力學(xué)特性，即地幔對流作用。地球內(nèi)部的地幔對流并不是均勻的，因此漂浮在地幔物質(zhì)之上的地殼和巖石圈塊體在不均勻的對流作用力的驅(qū)動下相互擠壓碰撞，而在擠壓和碰撞的過程中，巖石中的應(yīng)力不斷積累并形成了一系列斷層。當(dāng)斷層上的剪切應(yīng)力積累到足以克服與正應(yīng)力和摩擦系數(shù)有關(guān)的靜摩擦力時，平時鎖閉的斷層發(fā)生滑動就將誘發(fā)地震。地震的發(fā)生會釋放斷層上所積累的應(yīng)力，但隨著構(gòu)造作用斷層上的應(yīng)力將重新積累，并進(jìn)入下個地震循環(huán)，因此地震的發(fā)生具有一定的周期性。

地震的危害

談起地震的危害，我們先從統(tǒng)計數(shù)據(jù)開始。據(jù)統(tǒng)計(Dates of the Science Council of Japan, 1989)，上個世紀(jì)初到八十年代末死于自然災(zāi)害的總?cè)藬?shù)大約為408萬人，其中死于洪水的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的29.7%，死于熱帶風(fēng)暴的人數(shù)占16.8%，死于火山爆發(fā)的占1.9%，死于海嘯的占0.5%，死于滑坡的占0.1%，而死于地震的在總?cè)藬?shù)中所占的比例高達(dá)50.9%。從地域劃分，20世紀(jì)死于自然災(zāi)害的408萬人中有85.5%分布在亞洲及太平洋地區(qū)。而從1990年到20世紀(jì)末，又有100萬人死于這些自然災(zāi)害。此外，不同自然災(zāi)害直接存在相互轉(zhuǎn)換的可能，例如：2004年印尼蘇門答臘地震之后誘發(fā)的海嘯導(dǎo)致了25萬人的死亡；1933年中國疊溪地震后形成的堰塞湖絕提，至少造成了2500人死亡；地震還易導(dǎo)致泥石流、滑坡等次生災(zāi)害的發(fā)生。

大約公元1201年7月，近東和地中海東部地區(qū)地震，眾多城市遭破壞，估算死亡人數(shù)達(dá)110萬，被認(rèn)為是死亡人數(shù)最多的地震；公元1556年1月23日 （明嘉靖34年），中國陜西關(guān)中發(fā)生8級大地震，影響范圍達(dá)7省211個縣，死亡人數(shù)達(dá)83萬之多；1668年7月25日（清康熙七年六月十七日）戌時郯 城地震，震級8.5級左右，地震波及魯、蘇、皖、浙、閩、贛、鄂、豫、冀、晉、陜、遼諸省及朝鮮等，震中周圍50多萬平方公里范圍內(nèi)的150多個州縣遭受不同程度破壞，有感半徑達(dá)800多公里，死亡人數(shù)約20萬；1920 年，中國甘肅省地震，8.5 級，死亡20萬人； 1923年9月日本關(guān)東大地 震，8.3 級，死亡達(dá)14萬人，地震引發(fā)大火，燒毀房屋36萬戶；1933年四川疊溪地震，7.5級，地震時山體崩塌堵塞岷江，形成四個堰塞湖，大震后 45天，湖水潰決，洪水縱橫泛濫，長達(dá)千余里，淹沒人員2萬多，沖毀良田5萬畝；1960年5月22日智利接連發(fā)生了7.7級、7.8級、8.9級三次大 震，震中區(qū)幾十萬幢房屋大多破壞，引發(fā)滑坡及巨大的海嘯，海嘯殃及日本國；1970年5月，秘魯最大的漁港欽博特市地震，7.6級，6萬多人死亡， 100萬人無家可歸；1976年7月，中國唐山地震，7.8級，造成24萬人死亡（下圖）；1990年1月，伊朗西北部地區(qū)發(fā)生里氏7.7級地震，造成4萬人死亡，10萬人受傷；1995年1月日本阪神7.2級地震，造成5千多人喪生； 2001年1月印度氏6.7級地震，造成2.5萬人死亡；2003年伊 朗巴姆地震，震級為6.3級，死傷人數(shù)高達(dá)7萬；2004年12月，印尼蘇門答臘島附近海域地震，9.0級左右，引發(fā)巨大海嘯，20多萬人死亡；2005 年，巴基斯坦控制的克什米爾地區(qū)地震，7.6級，7.3萬多人死亡，數(shù)百萬人無家可歸；2008年5月12日的中國汶川地震，8.0級，造成了8萬多人死亡；2010年1月加勒比島國海地地震，7.0級，造成10多萬人喪生；2010年2月，剛剛發(fā)生的智利康塞普西翁地震，8.8級，造成重大人員傷亡（這座始建于1550年的城市，屢遭地震、海嘯破壞，屢遷城址，1754年遷到現(xiàn)址）。（參考資源網(wǎng)）

地震災(zāi)害的預(yù)防

地震災(zāi)害的預(yù)防，主要分為地震預(yù)測和震后應(yīng)急響應(yīng)兩個部分。

地震預(yù)測是要提前指出地震發(fā)生的時間、地點、震級，這就是地震預(yù)報的三要素，完整的地震預(yù)報這三個要素缺一不可。目前地震預(yù)測可以分為地震短臨預(yù)測和地震中長期預(yù)測兩種。地震的短臨預(yù)測，指的是對未來10天~3個月內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域的預(yù)報，人們習(xí)慣上認(rèn)為的地震預(yù)測指的就是地震的短臨預(yù)測。地震的短臨預(yù)測主要通過震的前兆（震前可能的前兆現(xiàn)象有地聲、地光、噴油、噴氣、地氣味、地氣霧、地下水異常、井孔變形、動物行為異常、植物異常、氣象異常等）來預(yù)測地震可能的發(fā)生時間。比較成功的案例如1975年發(fā)生在我國的海城地震，由于震前的地聲和地光現(xiàn)象十分明顯，政府部門提前發(fā)出地震預(yù)報，有效的降低了地震造成的損失。但不幸的是，并不是所有的地震都存在明顯的前兆現(xiàn)象，而且，其他的一些自然現(xiàn)象如洪水、干旱也可能導(dǎo)致類似的異?，F(xiàn)象發(fā)生，如動物行為異常。

地震預(yù)測問題提出的目的在于避免或減輕地震災(zāi)害。為此，它應(yīng)當(dāng)具有高度的可靠性，預(yù)報不準(zhǔn)會引起居民不必要的恐慌，給社會、經(jīng)濟帶來損失。但可靠的預(yù)測是非常困難的，因為人類至今對地震的成因和規(guī)律還認(rèn)識得很不夠。地震學(xué)家不能直接觀測地球內(nèi)部，以致對地震的孕育過程和影響這一過程的種種因素缺乏觀測數(shù)據(jù)。因此，盡管地震預(yù)測問題提出很久，但進(jìn)展緩慢。各國科學(xué)家為此作了很大努力，但至今仍不能準(zhǔn)確預(yù)測地震，在最好的情況下也只能做出很粗略的估計。

而地震的中長期預(yù)測，指的是對未來1~10年內(nèi)可能發(fā)生破壞性地震的地域的預(yù)報。做好地震的中長期預(yù)測，準(zhǔn)確的規(guī)范不同地震危險性下各個地區(qū)的建筑物的抗震標(biāo)準(zhǔn)，將地震學(xué)、大地測量學(xué)等觀測儀器合理的分配到各個地區(qū)，能夠有效地降低地震帶來的人員傷亡和經(jīng)濟損失。目前國際上有關(guān)地震預(yù)測的研究以中長期預(yù)測為主。

現(xiàn)在越來越多的國家把地震防御的工作重心轉(zhuǎn)移到如何應(yīng)對地震發(fā)生以后所必須面臨的災(zāi)害救援工作。地震科研工作者必須從自己的專業(yè)角度建立一套科學(xué)合理的震后應(yīng)急系統(tǒng)來指導(dǎo)抗震救災(zāi)工作，根據(jù)優(yōu)先級包括：首先通過接收到的地震波到時信息較準(zhǔn)確的定出地震的震中；利用地震波或者大地測量等觀測反演得到地震的破裂過程；根據(jù)震源周邊地區(qū)的地質(zhì)地貌結(jié)構(gòu)，通過數(shù)值模擬的手段計算地震在地表產(chǎn)生的最大速度（PGV）和最大重力加速度（PGA）分布，并結(jié)合人口建筑分布特點，指導(dǎo)救援力量的調(diào)配，并估算地震可能造成的經(jīng)濟損失；深入研究地震發(fā)生的機理，判斷余震可能的發(fā)展趨勢，對今后該地區(qū)的防震減災(zāi)工作提供科學(xué)參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

1．　 地震學(xué)引論，Peter M. Shearer 著，陳章立 譯。地震出版社，2008.

2．　 Geller R J, Jackson D D, Kagan Y Y, et al. Earthquake cannot be predicted. Science, 1997, 275:1616

3．　 Stein R S. Earthquake conversations. Sci Am, 2003,288:72-79

4．　 Dates of the Science Council of Japan, 1989

5．　 中國地震信息網(wǎng)，地震百科，http://www.csi.ac.cn

（單斌、謝祖軍、葛粲 供稿）