李四光院士的歹字型构造体系与年日本9级特大地震

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2020年09月06日

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  1966年3月8日在河北邢台发生强烈地震,造成4102人员巨大伤亡。在16533月8日晚,李四光在参加周总理召集研究邢台地震工作的会议上提出:地震是可以预报的。周恩来总理在另一次会上说:“三八节那天地震后,有些科学家说,地震预报世界上没有解决。李四光独排众议,认为世界上未解决,我们为什么不能解决。”(郑明焕,1981)。从这时起,李老急国家和人民之急,担任中央地震工作小组组长,负责组织中国地震预测、预报工作,并从地质力学角度,开展地震预测、预报研究。他为开创我国的自主创新地震预报事业起到了关键性作用。

  在地震预测实践中,李四光亲自预测了一些地震。如在1966年4月10日周总理召开研究地震发展趋势的会上,他提出:“深县、沧县、河间这些地区发生地震的可能性是不能忽视的。”后来,1967年3月27日发生了河北河间6.3级地震。又如在1967年10月20日科委地震办公室一次会议上,李四光指出:“应向滦县、迁安地区做些观测。如果这些地区也活动的话,那就很难排除大地震的发生。”后来,1976年7月28日凌晨在唐山发生7.8级地震,同日下午滦县发生7.1级地震。

  近40多年来,国内外一些学者仍然在顽强坚持“地震不能预测”的论调,可见当年李老在将近80岁时能成功地进行地震预测是多么高明!

  进入21世纪后,中国大地震频繁发生,一些学者应用李老的歹字型构造体系对一些大地震进行了较好的预测研究(包括黄相宁对2008年汶川地震的中期预测),并得到实践的成功检验,笔者在已发表的文章(徐道一,2009;徐道一等,2011)中进行了介绍。

  “歹字型构造”是李老在1929年提出的一个新名词,它为一系列辗转弯曲的弧形褶皱带和压扭性断裂带及其间所夹的地块构成的类似“歹”字的扭动构造,被归属为旋扭构造体系类型,一般规模巨大,形态清楚,发育历史悠久。

  2011年3月11日在日本发生了Mw=9级特大地震。笔者依据青藏滇缅歹字型构造体系和亚洲地震的关系对该地震有正式的、基本正确的中期预测,在徐道一等(2012)论述中对日本9级地震中期预测及其依据,本文对预测情况仅作简略介绍,主要介绍日本9级地震与歹字型构造体系和亚洲地震的关系。

  从2008年起,笔者多次在内部报告中提到要注意在日本南部可能发生8级以上大地震的中期预测意见。“日本南部”是指北纬38°以南①,大致是日本的主体岛屿的南半部。后来又在向2010年中国地球物理学会年会提交的论文中提出:“在亚洲(包括中国大陆的西部),今后几年(群发期的下降时段)还存在发生8~8.3级地震的可能性的背景。由于从2005年10月巴基斯坦巨震向东迁移到2008年5月四川汶川巨震,应注意未来发生8级大地震地区有可能在日本南部、中国台湾,以及菲律宾一带。”(徐道一,2010)。笔者多次内部报告和论文中提出的预测意见可归纳如下:

  上述的“今后几年”是以提出上述预测意见成文最早的时间(2008年6月20日)开始计算的。2011年3月11日在日本发生了9级特大巨震。预测三要素与日本9级特大地震的三要素对比结果表明,这一中期预测是基本正确的(徐道一等,2012)。

  三、青藏滇缅印尼歹字型构造体系的控制作用是提出日本9级地震预测的主要依据

  此次对日本9级特大巨震预测的主要根据是:依据2005年10月巴基斯坦巨震向东迁移到2008年5月四川汶川巨震的实际情况,提出还要向东迁移到日本南部等地。上述推理的根据与李四光院士的青藏滇缅印尼歹字型构造体系有密切联系。

  在2005~2008年亚洲发生了许多个7~8级大地震,为什么仅挑选上述那两个地震呢?这是因为在2008年汶川8.3级巨震后,笔者找到中国大陆一些8级巨震(包括汶川巨震)与李四光院士提出的青藏滇缅印尼歹字型构造体系存在密切联系(徐道一,2009),认为,“汶川巨震发生之后,使我认识到:可以把表2中的灾害链延伸到巴基斯坦巨震;在发震时间方面,印度尼西亚巨震A与巴基斯坦巨震的间隔时间是9个多月,而印度尼西亚巨震C与汶川巨震的间隔时间是8个月左右。这说明:上述的印度尼西亚巨震、巴基斯坦巨震、汶川巨震之间存在较好的关联性。”(表1)。

  日本9级特大巨震发生后,发现它与巴基斯坦大地震、汶川巨震之间不仅在空间上存在由西向东迁移的空间关联性,而且在时间上也存在较好的关联性(表2),三者之间的两个时间间隔都为2年8个月左右。

  表1 2004年、2007年印度尼西亚巨震分别与巴基斯坦、汶川巨震的时间间隔

  这进一步说明,通过印度尼西亚巨震、汶川巨震等与青藏滇缅印尼歹字型构造体系的密切关系研究得出的预测结论是正确的,由此所选出的两个大地震的确存在内在时空联系,可以据此作出中、短期预测。

  从历史上看,处于青藏滇缅印尼歹字型构造体系尾部的印度尼西亚发生一些大地震后,对位于西太平洋地震带的日本地震活动会产生显著的影响。

  例如,由表3可见,1883年在印度尼西亚发生特大地震。由于当时还没有现代地震仪,以及缺失其他信息,对该地震无法定出公认的震级,但也有被定为8.7级的报道和有“死亡十万人,损失非常严重的记录”。过了8年多,在日本发生8级(一说为8.4级)特大地震,也造成非常严重的损失。这两个地震与表3下部的2004年印度尼西亚特大地震、2011年日本特大地震的情况可以比照。表3中两个印度尼西亚特大地震之间的时间间隔为121年4个月,两个日本特大地震之间的时间间隔为119年4个月,上述两个时间间隔相差仅为2年。

  注:①据中国地震局监测预报司编.亚洲地震概要.北京:地震出版社,2007,113。

  因此,当21世纪初,亚洲大陆的地震活动中心迁移到印度尼西亚以后,影响到在日本发生特大地震,这是有先例的。

  在徐道一(2005)文中提出:“从19世纪末开始有现代地震记录以来,在亚洲发生的最大的3次特大巨震见表2。由表2可见,2号与1号特大巨震相隔53年;3号与2号特大巨震相隔54年。两个时间间距几乎相等,仅相差1年左右。3个特大巨震显示了很好的时间有序性……3个特大巨震发生的纬度都局限于在东经90°~97°的小范围内,也是很值得注意的一个现象。”上文中的“表2”在本文中为表4。

  前两个特大巨震位于青藏滇缅印尼歹字型构造体系头部的两个穹隆体附近(徐道一,2009),它们的震级是这一时期中亚洲最大的,周围地区有很多火山、温泉分布,显然与地下深处热能和物质上行有关。而2004年特大巨震位于歹字型构造体系的尾部,它们都属于青藏滇缅印尼歹字型构造体系。

  因此,从100年左右尺度看,青藏滇缅印尼歹字型构造体系对亚洲大陆的大地震活动是扮演了关键性控制作用的角色。

  笔者发现,亚洲1934~1970年期间6个8级地震之间存在相当规则的时间间隔(5个时间间隔在2130~2210天之间),从1934年在尼泊尔(中国西南边界附近)发生8级大地震开始,先向西迁移到土耳其,然而转向东迁移,经巴基斯坦、中国、蒙古,最后1963年在日本发生大地震,合计发生了6个8级地震(Xu et al.,1998)。

  从1997年11月西藏发生玛尼大地震开始了又一轮的类似迁移,经印度(离1945年巴基斯坦大地震不远)、中国西部,又在日本、俄蒙中交界地区发生大地震,合计也发生了6个8级左右地震。依据与上一轮大地震的空间迁移,笔者对2003年9月27日发生在俄蒙中交界的大地震在震前有较好的中期预测(徐道一,2004)。

  上述两轮的开始时和两轮中间在中国西部(或附近)发生的大地震都位于青藏滇缅印尼歹字型构造体系之中或它的附近地区。

  最近这一次大地震的迁移,则是在位于青藏滇缅印尼歹字型构造体系尾部的印度尼西亚特大地震的控制之下,在2005年巴基斯坦发生大地震以后,经四川汶川,也是最后在日本发生特大地震。

  3次亚洲大地震的类似迁移可进一步说明,李四光提出的青藏滇缅印尼歹字型构造体系对亚洲8级地震的关键控制作用。这是此次能作出“基本正确中期预测”的关键所在。

  80年前,李四光院士提出歹字型构造,后来曾多次进行论述。他主要关注两个巨大的歹字型构造,即青藏滇缅印尼歹字型构造体系和北美西部歹字型构造体系。开始关注地震预测以后,他及时注意到青藏滇缅印尼歹字型构造体系与现今地震活动的关联。

  1970年1月5日在云南通海发生了7.7级大地震。1970年春夏之交,笔者到云南通海进行地震考察时,在震中区“意外”看到一个地应力观测台。台站人员告诉笔者,他们是依据李四光的预测意见,在1969年在通海建立了台站,以便得到前兆观测资料。这表明:尽管1966~1969年中国大陆地震活动地区是在华北,李老已预见在云南通海附近可能发生大地震。

  云南通海已位于青藏滇缅印尼歹字型构造体系之中,可推测,李老作出上述的预测可能与他提出的青藏滇缅印尼歹字型构造体系的概念有一定程度的关联。

  孙殿卿等(1993)指出:“李四光学术思想中体现了整体论、系统论、活动论以及学以致用与辩证发展的自然科学观、求实创新和理论与实践统一的科学方法论。”李老具有深厚的中华传统文化基础(徐道一等,2004),提出两个巨型的歹字型构造是从总体上把握地球表层的主要特征,把亚洲大陆的青藏高原与印尼岛弧作为一个整体性体系进行考察。李老提出“构造体系”的名词,它的含义是:“简单地说,是许多不同形态、不同力学性质、不同序次和不同等级,但具有成生联系的各项结构要素所组成的构造带以及它们所夹的地块组合而成的总体。”(李四光,1973)。上述的“成生联系”是指一个地区中同一方式的动力作用形成的各种构造形迹的内在联系。因此,李老是应用整体性方法提出巨型歹字型构造体系概念的。

  但是,许多人对整体性方法的理解不同,如有学者认为:“古代的整体论是朴素的、直观的,没有把对整体的把握建立在对部分的精细了解之上。随着以还原论作为方法论基础的现代科学兴起,这种整体论不可避免地被淘汰了。”(毕思文,2001)。这一看法具有片面性,由上述认识是不可能真正了解整体性方法的重要意义的,也难以做到还原性与整体性方法的结合。

  本文论述的应用歹字型构造体系概念成功作出中期预测日本9级特大地震的实例表明,主要是应用整体性方法就可取得实效。对比之下,日本学者应用许多高精尖还原性方法(如高密度GPS观测网、高精度地震台站网等),取得了数量巨大的“精细”数据,并没有对这次日本9级地震提出符合实际的中、短期预测。

  类似事例很多,不一一列举。这说明,整体性方法不一定非要在“精细了解”的基础上,它也不应被淘汰,而是要大力发扬。问题的关键所在是不能把两类方法对立起来。当然,有时候需要把整体性方法与分析性方法相结合,也是能取得满意实效的。

  近30多年来,由于过分强调板块构造假说,李四光的学术思想受到实质上的忽视,李老晚年主要关心和从事的地震预测、预报的思路和方法也受到实质上的排斥。现在,他在80年前提出的歹字型构造体系的创新理念在21世纪的地震预测,尤其是在日本9级地震的中期预测中,显示了新的生命力,而对比之下,板块构造“登陆”遇到了困难,尤其是在地震预测中显得无能为力,有些学者更得出“地震不能预测”的错误看法。

  因此,这需要我们很好地去继承和发扬光大李老的学术思想,广泛应用到地震预测以及寻找矿产资源中去。

  [3]孙殿卿,崔盛芹,王泽九.李四光学术思想探讨.中国地质科学院地质力学研究所所刊,1993,(15):1~8

  [4]徐道一.2003年9月27日俄蒙中边界7.9级地震的中期预测及其重要意义.中国地震,2004,20(4):341~346

  [5]徐道一,孙文鹏.李四光先生的学术成就和学术思想——纪念李四光院士诞辰115周年.地质论评,2004,50(6):659~661

  [6]徐道一.中国大陆的巨震活动有可能趋向平静.自然杂志,2005,27(1):8~10

  [7]徐道一.汶川巨震印度尼西亚巨震及其与青藏滇缅印尼歹字型构造体系的关系.见:康玉柱,王宗秀编.学习李四光的创新精神,发展地质力学理论——著名地质学家李四光诞辰 120周年纪念.北京:中国大地出版社,2009,147~152

  [8]徐道一.21世纪初全球巨灾群发期认识及其预测意义.见:中国地球物理学会,中国地震学会编.中国地球物理.北京:地震出版社,2010,384~385

  [9]徐道一.歹字型构造体系在地震预测中的应用.地质力学学报,2011,17(1):64~73

  [10]徐道一,邓志辉,楚全芝,等.对日本9级地震的中期预测及其依据.地质力学学报,2012,18(1):91~96

  [11]郑明焕整理.李四光同志年谱简编.见:李四光研究会筹备组中国地质学会地质力学专业委员会编,李四光纪念文集.北京:地质出版社,1981,129~140

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