震后地表受破壞最大位置不一定是震中
■本報(bào)記者 李思輝 實(shí)習(xí)生 謝午陽(yáng) 田珺
在地震報(bào)道中，“震源深度”“震中位置”等字眼經(jīng)常出現(xiàn)。震源是指地球內(nèi)部巖層發(fā)生地震的地方，震中即震源上方正對(duì)著的地面，從震源到地表的垂直距離就是震源深度。通常情況下人們認(rèn)為，地震發(fā)生后，相較于其他區(qū)域，震中會(huì)受到最大程度的破壞。
然而，中外科學(xué)家通過(guò)對(duì)研究區(qū)域內(nèi)發(fā)生的地震開(kāi)展震后地質(zhì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)地震形成的地表最大破壞位置不一定在震中。1月19日，《科學(xué)》在線發(fā)表了這項(xiàng)由中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）科研人員領(lǐng)銜的最新研究。
“這是一次非常及時(shí)、完整且高精度的震后地表記錄，我們的結(jié)論可能對(duì)傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。”論文通訊作者、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授蒂姆·科斯基（Timothy Kusky）告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。
深入震區(qū)獲得新發(fā)現(xiàn)
蒂姆·科斯基團(tuán)隊(duì)主要從事全球大地構(gòu)造領(lǐng)域的研究。該領(lǐng)域研究對(duì)系統(tǒng)理解多圈層地質(zhì)過(guò)程演化、宜居地球、地質(zhì)災(zāi)害和礦產(chǎn)資源的分布有重要作用。自2009年全職加入中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）以來(lái)，這位美國(guó)學(xué)者帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)里的中國(guó)青年學(xué)者和學(xué)生，從堅(jiān)硬的巖石中挖掘地球早期古板塊構(gòu)造的奧秘。
“板塊的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可以形成豐富的礦產(chǎn)資源，同時(shí)也會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。”蒂姆·科斯基說(shuō)，“‘好事’和‘壞事’都會(huì)在板塊邊界發(fā)生，它是一把‘雙刃劍’。”
蒂姆·科斯基團(tuán)隊(duì)自2017年開(kāi)始在位于地震多發(fā)帶的土耳其開(kāi)展新構(gòu)造和大地構(gòu)造演化研究。當(dāng)?shù)貢r(shí)間2023年2月6日凌晨，土耳其東部發(fā)生7.8級(jí)地震，9小時(shí)后，發(fā)生7.5級(jí)的第二次地震。相關(guān)資料顯示，土耳其此次發(fā)生的“雙震”是該地區(qū)本世紀(jì)以來(lái)破壞性最大的地震事件。
首震發(fā)生10天后，團(tuán)隊(duì)成員、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）博士生孟建南就前往震區(qū)開(kāi)展震后地質(zhì)調(diào)查。在現(xiàn)場(chǎng)，他對(duì)該次地震事件造成死海斷層、東安納托利亞斷層的地表位移進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)地測(cè)量，并選取代表性區(qū)域，對(duì)地震導(dǎo)致的地表破裂進(jìn)行厘米級(jí)的無(wú)人機(jī)填圖，并以數(shù)字地圖的形式將其永久保存。
“我們通過(guò)無(wú)人機(jī)航拍進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)考察，并做了詳細(xì)測(cè)量和建模處理。”論文第一作者孟建南告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“相較于衛(wèi)星數(shù)據(jù)，這項(xiàng)研究的精度達(dá)到了厘米級(jí)，是非常及時(shí)、高精度的震后地表記錄。”
團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，本次地震事件中，地表破壞最大的位置距離震中47.5公里，而地震震中位置未見(jiàn)顯著的地表破裂，地震活動(dòng)與地表破壞程度并非簡(jiǎn)單的距離關(guān)系。這與此前普遍認(rèn)為的“震中為地表破壞最大位置”的觀點(diǎn)不同。
頂住壓力進(jìn)行實(shí)地考察
這不是孟建南第一次去土耳其。此前，他在土耳其接受過(guò)聯(lián)合培養(yǎng)，也多次前往相關(guān)區(qū)域進(jìn)行實(shí)地考察，其讀博期間的研究數(shù)據(jù)也大多在土耳其收集。
但是，這一次不確定因素多了不少。由于震后現(xiàn)場(chǎng)比較混亂，土耳其方的合作者并不建議馬上趕過(guò)去。“做地質(zhì)研究，實(shí)地考察是必不可少的。我的想法是，這是我研究區(qū)域里發(fā)生的大事，雖然有一定風(fēng)險(xiǎn)，但還是應(yīng)該去看一看。”孟建南說(shuō)。
“當(dāng)時(shí)也糾結(jié)了一下。”論文共同作者、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）教授王璐說(shuō)，“我們聯(lián)系了在現(xiàn)場(chǎng)的中國(guó)救援隊(duì)負(fù)責(zé)人，通過(guò)各種渠道了解當(dāng)?shù)氐那闆r，要為學(xué)生的安全負(fù)責(zé)。”
在充分考慮安全、多次討論之后，孟建南出發(fā)了。他帶著航拍無(wú)人機(jī)，搭乘國(guó)際航班，經(jīng)土耳其伊斯坦布爾轉(zhuǎn)機(jī)，飛抵震區(qū)附近的加濟(jì)安泰普。
到達(dá)震區(qū)后，眼前的景象讓孟建南震驚。在他拍攝的一幅幅高清航拍圖上可以看到，地表像是被撕開(kāi)了一條條大口子，住宅區(qū)破碎倒塌，公路、農(nóng)田“錯(cuò)位”，到處是賑災(zāi)的帳篷……
在這樣的條件下，孟建南開(kāi)始了為期一個(gè)月的實(shí)地考察。
《科學(xué)》編輯主動(dòng)增加版面
他利用無(wú)人機(jī)記錄當(dāng)?shù)氐乇沓霈F(xiàn)的破裂，以便后期判斷板塊運(yùn)動(dòng)方向；測(cè)量斷層造成的地表位移，并將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模處理，以便后續(xù)制作數(shù)字填圖。
“這些都是很寶貴的痕跡，但它們不容易被保存。”孟建南說(shuō)。事后證明，團(tuán)隊(duì)當(dāng)時(shí)的選擇是正確的。在孟建南離開(kāi)震區(qū)不久，當(dāng)?shù)鼐桶l(fā)洪水了，地表這些信息被沖刷殆盡。
好在團(tuán)隊(duì)將它們完整記錄了下來(lái)。“這些資料會(huì)作為論文的補(bǔ)充材料一并共享。”蒂姆·科斯基告訴記者，由于此次及時(shí)、高精度的震后地表記錄十分寶貴，因此《科學(xué)》編輯非常欣賞，主動(dòng)聯(lián)系團(tuán)隊(duì)提出為這項(xiàng)研究增加刊發(fā)版面，將版面從原來(lái)的4個(gè)擴(kuò)充到12個(gè)。
為做研究甘愿延遲畢業(yè)
全球大地構(gòu)造是學(xué)科交叉型綜合學(xué)科，曾是國(guó)內(nèi)高校基礎(chǔ)較為薄弱的學(xué)科之一。2013年，蒂姆·科斯基著手創(chuàng)立中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）全球大地構(gòu)造中心，帶領(lǐng)師生開(kāi)展跨學(xué)科交叉和國(guó)際合作研究，將大量時(shí)間與精力投入到野外考察和對(duì)中國(guó)學(xué)生的指導(dǎo)中。
蒂姆·科斯基認(rèn)為，野外工作是地質(zhì)工作者獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)最重要的環(huán)節(jié)。在野外實(shí)習(xí)和科考途中，團(tuán)隊(duì)師生也歷經(jīng)了各種挑戰(zhàn)。
孟建南就深受影響。按原計(jì)劃，他將在2023年夏季畢業(yè)。當(dāng)年2月土耳其地震發(fā)生時(shí)，他正在準(zhǔn)備畢業(yè)論文。如果前往震區(qū)，勢(shì)必會(huì)影響畢業(yè)論文以及后續(xù)相關(guān)事項(xiàng)的進(jìn)度。
“我們討論過(guò)這個(gè)問(wèn)題。地震這個(gè)事情這么大，延期畢業(yè)就延期畢業(yè)吧，畢竟這是我的工作，我想在博士階段把它完成。”孟建南說(shuō)。
這也不是他第一次提到“延期畢業(yè)”。2017年，孟建南聯(lián)系王璐，希望王璐指導(dǎo)自己博士階段的學(xué)習(xí)。因?yàn)檠芯勘尘凹胺较虻牟顒e，王璐將孟建南推薦給團(tuán)隊(duì)“大拿”蒂姆·科斯基。“小孟很打動(dòng)我的一點(diǎn)是他的內(nèi)驅(qū)力。”王璐回憶說(shuō)，“當(dāng)年他進(jìn)辦公室說(shuō)的第一句話，就是即便推遲畢業(yè)，也愿意花更多時(shí)間補(bǔ)上地質(zhì)知識(shí)的缺口。”
讓人類更好適應(yīng)地球
為何執(zhí)意冒險(xiǎn)去災(zāi)區(qū)？孟建南說(shuō)，他此次研究的土耳其東部大地震是該地區(qū)本世紀(jì)以來(lái)破壞性最大的地震事件，造成了慘重的人員傷亡。而在中國(guó)的兩次大地震——唐山地震、汶川地震中，我們同樣付出了慘重的代價(jià)。如果人們對(duì)地震、對(duì)地球的認(rèn)識(shí)更深入一些，掌握的規(guī)律更準(zhǔn)確一些，也許就能減少更多的傷亡。
地震為什么形成？大尺度的地球深部地質(zhì)過(guò)程與小尺度的近地表地質(zhì)過(guò)程是如何關(guān)聯(lián)的？全球大地構(gòu)造或許能給出答案。
中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）湖北巴東地質(zhì)災(zāi)害國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站教授熊承仁表示，包括蒂姆·科斯基在內(nèi)的很多大地構(gòu)造學(xué)領(lǐng)域科學(xué)家都在積極開(kāi)展這方面的探索。蒂姆·科斯基提出了地球板塊構(gòu)造樣式深時(shí)演化模型，并成功將板塊構(gòu)造理論的新認(rèn)識(shí)、新發(fā)展運(yùn)用到礦產(chǎn)和水資源地質(zhì)勘探、地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理的研究中，此次研究便是其中之一。
熊承仁告訴記者，關(guān)于地震的成因、過(guò)程以及預(yù)防還需要更多研究。“震中到底是不是地表破壞最嚴(yán)重的位置”“一次地震中最大地表變形出現(xiàn)在何處”等問(wèn)題在學(xué)界仍存在爭(zhēng)議，但觀點(diǎn)不同并不妨礙各國(guó)科學(xué)家開(kāi)展合作研究或分頭進(jìn)行探索，努力探究真相。
“研究地震就是為了讓人類了解我們所居住的這顆藍(lán)色星球并更加適應(yīng)它，減少因地震導(dǎo)致的家破人亡、流離失所。”蒂姆·科斯基說(shuō)。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/science.adj3770
《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2024-01-19 第1版 要聞)本文鏈接：http://www.albanygandhi.com/news-2-42-0.html震后地表受破壞最大位置不一定是震中
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