3sNews訊，汶川要發(fā)生類(lèi)似的地震，能量積蓄需要約4000年左右的時(shí)間，非常不幸的是，正是在去年，斷層單元的能量積蓄到了發(fā)生地震的程度。

　　圖：汶川地震破裂主要發(fā)生的北川斷裂帶，其地表破裂長(zhǎng)達(dá)240公里，有的斷層單元分別出現(xiàn)了4米至7米的斷層錯(cuò)開(kāi)量 供圖/CFP

　　圖：汶川及周邊地區(qū)的板塊構(gòu)造 供圖/CFP

　　汶川地震造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，破壞無(wú)比巨大。但是，從科學(xué)研究的角度看，此次地震給全世界研究地震的科學(xué)家提供了一次非常難得的機(jī)會(huì)，可以以此為研究對(duì)象，探索地震、特別是大陸地震發(fā)生的機(jī)理，認(rèn)識(shí)其規(guī)律，從而有可能增進(jìn)地震的可預(yù)測(cè)性。

　　震前已設(shè)GPS觀測(cè)站

　　9月27日，英國(guó)的《自然·地球科學(xué)》雜志上發(fā)表了北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院沈正康教授和他的研究團(tuán)隊(duì)的研究論文。在北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院辦公室里，沈正康教授告訴記者：“由于有關(guān)地震的研究主要在震后進(jìn)行，很難準(zhǔn)確了解地震發(fā)生瞬間的情況，所以，關(guān)于汶川地震的研究，科學(xué)家首先要研究的是地震發(fā)生的一剎那，到底發(fā)生了什么。也就是像刑事破案一樣，最大可能地還原事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的情景。”

　　迄今為止，許多科學(xué)家已經(jīng)發(fā)表了研究汶川地震的成果，初步揭示了地震的發(fā)生過(guò)程。與前人研究成果相比，沈正康教授認(rèn)為，自己研究團(tuán)隊(duì)的研究成果更為清晰地給出了地震斷層的空間結(jié)構(gòu)與地震破裂分布，從而可以更為精確地推斷地震發(fā)生時(shí)的景象。

　　沈正康教授說(shuō)，他的研究團(tuán)隊(duì)之所以能夠還原地震發(fā)生時(shí)的景象，主要依靠“兩件高科技武器”：“全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)GPS）”精確定位技術(shù)和“合成孔徑雷達(dá)”相干分析（簡(jiǎn)稱(chēng)InSAR）技術(shù)。

　　沈正康教授說(shuō)，我們都知道GPS技術(shù)可以提供定位與導(dǎo)航的功能，但科研人員同時(shí)發(fā)現(xiàn)它在地震與板塊運(yùn)動(dòng)研究中的一個(gè)特殊用途，就是如果在地表建立GPS的監(jiān)測(cè)臺(tái)站，接收并分析GPS衛(wèi)星發(fā)來(lái)的信號(hào)，可以非常精確地得到地表這一點(diǎn)的地理坐標(biāo)，這個(gè)精度可以精確到幾毫米的范圍，相當(dāng)于一根筷子的粗細(xì)。

　　如果連續(xù)幾年不斷監(jiān)測(cè)，就可以得到這一點(diǎn)在地表非常精確的運(yùn)動(dòng)速度；如果在地球表面建立許許多多這樣的GPS監(jiān)測(cè)臺(tái)站，我們可以得到一個(gè)綜合的地殼運(yùn)動(dòng)地表速度場(chǎng)。

　　據(jù)悉，汶川地震前，我國(guó)的相關(guān)部門(mén)已在包括震源所在地龍門(mén)山斷裂帶在內(nèi)的一些地震帶設(shè)置了GPS觀測(cè)站獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)。但是，由于種種原因，這些獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔比較長(zhǎng)，二、三年才觀測(cè)一次，還不具備在震區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)的能力，也無(wú)從獲得震前的動(dòng)態(tài)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

　　“既便如此，我們把這些震前設(shè)置在汶川附近GPS觀測(cè)站獲取的數(shù)據(jù)，和我們震后獲取的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以獲得由于斷層錯(cuò)動(dòng)造成站點(diǎn)位置永久位移的精確數(shù)據(jù)，研究這些數(shù)據(jù)，就可以探索斷層空間形態(tài)及其錯(cuò)動(dòng)分布，以及斷層帶產(chǎn)生地震的機(jī)理。”沈正康教授說(shuō)。

　　沈正康教授研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用的另外一個(gè)高科技武器是“合成孔徑雷達(dá)干涉”技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)InSAR），它主要是利用遙感衛(wèi)星重復(fù)經(jīng)過(guò)特定區(qū)域，利用雷達(dá)技術(shù)獲取地面大范圍區(qū)域精確至厘米級(jí)的變形圖像。

　　還原汶川地震發(fā)生時(shí)真實(shí)情景

　　在獲取GPS和InSAR數(shù)據(jù)后，沈正康教授的研究團(tuán)隊(duì)將相關(guān)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)對(duì)比，最后代入他們開(kāi)發(fā)的地震破裂模型中，最終還原出了汶川地震發(fā)生時(shí)的真實(shí)情景：

　　汶川地震涉及多個(gè)地質(zhì)斷層單元，而映秀、北川和南壩這3地附近為不同斷層單元的連接交匯部，地震前承受著比其他地方高得多的壓力。

　　2008年5月12日，映秀鎮(zhèn)附近的斷層首先破裂，第一個(gè)交匯部失去穩(wěn)定，由此產(chǎn)生的地震波帶來(lái)了多米諾骨牌效應(yīng)，接連觸發(fā)另外兩個(gè)斷層，共同釋放出巨大的能量，導(dǎo)致汶川大地震的發(fā)生。

　　測(cè)量數(shù)據(jù)表明，這三個(gè)斷層接近地表處是汶川地震中的斷層破裂極大區(qū)，是大地扭曲變形最為嚴(yán)重的地方。

　　汶川地震發(fā)生后，中國(guó)地震局迅速組織觀測(cè)隊(duì)伍勘測(cè)地震造成的破壞與地表破裂情況。在震后現(xiàn)場(chǎng)，專(zhuān)家觀察到地震形成的地表破裂非常驚人。破裂主要發(fā)生的北川斷裂帶，其地表破裂長(zhǎng)達(dá)240公里，有的斷層單元分別出現(xiàn)了4米至7米的斷層錯(cuò)開(kāi)量。有的斷層呈現(xiàn)水平狀的錯(cuò)斷，比如，有的道路被水平地錯(cuò)開(kāi)了好幾米。另外，有的地方不僅發(fā)生水平錯(cuò)斷，而且還伴隨著垂直方向的錯(cuò)斷，地震造成本來(lái)在一個(gè)水平面上的同一條道路路面被錯(cuò)成高低不平。

　　“我們研究的結(jié)果顯示，北面的破裂斷層幾何結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)近垂直形狀，南邊的斷層與地面形成40~60度傾角。”沈正康教授說(shuō)，最為重要的是破裂斷層空間結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜，龍門(mén)山斷裂帶中部的兩條平行斷層——北川斷層與彭灌斷層同時(shí)破裂，且斷層在幾處產(chǎn)生分叉與交匯。

　　“就好比我們劈一塊木頭，一般情況下，我們很容易按照木頭本身的紋理將其劈開(kāi)，地殼中的斷層就像木頭中的紋理。但是，如果木頭上有樹(shù)癤子的話，我們就需要費(fèi)很大的力量才能把木頭劈開(kāi)。”沈正康教授形象地比喻說(shuō)。由于汶川龍門(mén)山斷裂帶內(nèi)斷層產(chǎn)生分叉和交匯，就好比同時(shí)有幾個(gè)樹(shù)癤子存在，板塊之間形成的擠壓力，在斷層交匯處不能釋放，長(zhǎng)期積累。當(dāng)能量蓄積到足夠大時(shí)，汶川的斷層發(fā)生突然破裂。

　　通過(guò)對(duì)斷層釋放的能量推斷，汶川地震涉及的各個(gè)斷層中，有的地方地震復(fù)發(fā)周期只有一兩千年，而有的地方卻可能數(shù)倍于此。由于多個(gè)斷層單元的相互作用才促成了汶川大地震?？偟膩?lái)說(shuō)，這一地區(qū)再發(fā)生類(lèi)似地震的周期約為4000年。

　　“也就是說(shuō)，汶川要發(fā)生類(lèi)似的地震，能量積蓄需要4000年左右的時(shí)間，非常不幸的是，正是在去年，斷層單元的能量積蓄到了發(fā)生地震的程度。”沈正康說(shuō)。