台湾和四川,为何地震频发?
台湾和四川,为何地震频发?
2025年1月15日,西藏定日发生6.8级地震,震源深度10公里。此次地震造成严重破坏,但救援行动迅速高效。政府在震后9小时内抢通损毁路段并恢复通信,13小时内恢复供电。这场救援被誉为“中国速度与温度”的体现。
近年来,地震活动频繁,从台湾到四川,地震灾害时刻威胁着人们的生命财产安全。为什么这些地区地震如此频繁?背后隐藏着怎样的地质奥秘?让我们一起来探寻答案。
台湾:板块碰撞的前沿阵地
台湾位于欧亚板块和菲律宾海板块的碰撞带,这种特殊的地理位置使得台湾成为地震多发区。每年,台湾都会经历超过200次有感地震,其中不乏破坏性较强的地震事件。
台湾的造山运动是岛弧-大陆碰撞形式的造山作用的重要典范。当欧亚大陆边缘的海洋地壳及被拉薄的大陆地壳隐没后,较厚的大陆地壳因密度与强度较低,无法被隐没,大陆地壳产生剧烈变形形成造山带。但如何厘清这个造山作用过程与细节?
对于类似於臺灣造山帶在這種相對較小型的聚合造山帶,常用類似於推土機推動一個楔形體的變形機制加以解釋,如歐洲阿爾卑斯山、庇里牛斯山脈與紐西蘭南阿爾卑斯山等地也屬於此種地形。臺灣造山帶過去有許多不同的楔形體變形機制與理論去分析造山過程,但過去的理論與模型無法充分說明與重現許多地質現象,如複雜的構造、變質溫度與快速剝蝕機制。因此為了解決此一問題,本研究發展新的造山楔熱-力耦合模型(thermomechanical model)。
四川:板块挤压的产物
四川盆地的形成并非火山口或者陨石坑,而是由地球的地壳运动和构造演化形成的盆地。四川盆地是由地球上的地壳运动造成的,四川盆地的形成是在“造山运动”中,而四川盆地是属于“克拉通”中的一部分,四川盆地的特点是什么?
在地质学上,“克拉通”是指一种处于低状態的大地块,这种特殊的地质体是分布在地壳稳定的地区,通常在大陆板块的内部,并通常大规模集中分布。而四川盆地就是川“克拉通”中的一部分。“克拉通”在中文上又叫“古老地体”,它是指经过锻炼和形成作用后,地质体经过了长期的沉积,破碎和磨平,形成中生代和新生代的新地体。而“克拉通”经历十几亿年的构造作用和地层的破碎碰撞,最终形成了现在地表所呈现的这个地貌特征。四川盆地的特点是在经历几次大规模的海浸后,最终形成的一片“大陆盆地”,并且四川盆地是承载着重要的早地质史和古地质史的一种地质体特征。
然而四川盆地并没有像其他大陆盆地一样,因为后期被建立或被破坏,从而抹去了早地质史的痕迹,相反的,四川盆地在经历了两次大规模的海浸后,形成了一片比较稳定的大陆盆地。四川盆地在“造山运动”中,受陆、海扩散的影响,渐渐出现在地表之上,而在期间形成了哺乳动物的化石,经过数以亿计的生命,最后在古生代末期,地球上出现了“造山运动”,这种地质体特征就是由大地壳的挤压和变形形成的。在“造山运动”中,周围的区域受到地壳运动的挤压,在多次的挤压作用下,形成了附近的山脉,同时也挤出了盆地凹陷,从而形成了山和盆地的特征,四川盆地在此时形成的地质体特征,四川盆地被“造山运动”所形成的山脉包围,而盆地的地体相对稳定。
在早期四川盆地还是一片海域,而在地壳运动的作用下,陆地和海面都经历了很大的变化,在新生代的第三纪末,四川盆地重新被大暖气所吞噬,经过数百万的时间,再一次形成了广大的海域。而在这种丰富的生物体逐渐换代,有矿物质沉淀而形成的岩石,而在经历了上百万亿吨的沉淀后,最终形成了一层千米厚的盐岩,如今我们所说的“巴蜀湖”就是此时形成的。巴蜀湖被广大的自然生物所包里,同时也形成了大量的化石,而湖面上则形成了厚厚的地层,巴蜀湖在大暖气时期,由于受陆地的抬升,而形成了内陆湖泊,而在此时兵马俑就是古蜀地区千年的积淀。在后期的地质时期,地壳运动的作用下,四川盆地逐渐形成了外流的盆地,而这样的盆地受到“造陆运动”的影响,四川盆地外围的海就逐渐消失在地球的土地中,而四川盆地则被陆地所覆盖,被誉为“天府之国”。
四川盆地在地质的演化过程中,便经历了海浸、内陆湖泊和外流盆地的变化,在这复杂的变迁中,四川盆地形成了“沧海桑田”的变化。在地质学家对四川盆地的地层进行研究后,认为四川盆地并不是“大火山口”或者“大陨石坑”。而四川盆地的形成主要还是源于地球的地质构造演化和地壳运动,是由于地壳在地震活动和构造作用下所形成的。而我国四川盆地在地质学上又被称为“大巴盆地”,大巴盆地原本是中国大陆东部的一个海域,是印支洋的副产物,大巴盆地曾经形成过两座海山。在印支洋向东推进的活动下,从两座海山之间向两旁扩展,最终形成了一个巴盆地,而四川盆地在大巴盆地的蛰伏下,最终被挤出来,形成了巴盆地的地体特征。科学家们通过对地质勘探数据的分析和研究,还原了四川盆地的形成机制。
四川盆地由5500万年来自印度次大陆向亚洲大陆推挤的造山运动而来,属地震频繁带。地震前,横跨龙门山断裂带中段与北段的地壳形变特征的差异,亦与汶川地震时能量释放的空间分布吻合。而美国地质调查局的报告亦指出:“地震是由四川盆地西北边缘东北向逆断层或冲断层运动所致。震中与震源机制与龙门山断层或与其构造相关的断层运动结果一致。由于地壳物质缓慢从青藏高原向东移动,遇四川盆地和中国东南部坚硬地壳而汇聚,产生构造压力,导致地震的发生。”
台湾与四川:地震活动的异同
虽然台湾和四川都位于板块交界处,但它们的地震活动存在一些差异:
- 台湾地震更频繁:由于位于活跃的板块边界,台湾每年有超过200次有感地震
- 四川地震强度大:虽然地震频率不如台湾,但四川地区历史上发生过多次强烈地震,如2008年汶川大地震(8.0级)
- 成因机制不同:台湾地震主要由板块碰撞引起,而四川地震则与青藏高原隆升和板块内部应力释放有关
科技助力:地震预警系统的发展
面对频繁的地震威胁,中国在地震预警技术方面取得了重大突破。2018年启动的国家地震预警工程已顺利通过竣工验收,建成了全球规模最大的地震预警网。该系统覆盖全国,重点预警区可实现秒级预警,一般预警区首报用时10至30秒。在2022年四川泸定6.8级地震中,该系统成功实现了震后6.2秒的预警,为150万人口提供了预警服务。
地震预警系统通过密集的地震监测网络捕捉地震波信号,利用纵波(传播速度快但破坏性弱)和横波(传播速度慢但破坏性强)的时间差,提前发出预警。虽然预警时间只有短短数秒,但其作用不容小觑:
- 为重大基础设施提供紧急处置时间
- 为公众避险争取宝贵时间
- 减少次生灾害的发生
结语:科学防灾,守护生命
台湾和四川地震频发的地质背景虽然复杂,但通过持续的科学研究和技术创新,我们已经能够更好地理解和应对地震灾害。地震预警系统的建设,为防灾减灾提供了有力支撑。未来,随着科技的不断进步,我们有理由相信,人类将能够更加从容地面对地震这一自然灾害,最大限度地减少其带来的损失。

