主题：【原创】《经略》创刊 -- 南渝霜华

　　北京时间2011年3月11日下午13时46分（当地时间14时46分），日本宫城县以东太平洋海域发生了里氏9.0级巨震。地震引发海啸，在宫城县沿岸浪头高达10米，继又造成福岛第一核电站发生6级核泄漏。截止至4月7日，地震海啸已经造成12 596人死亡，14 747人失踪，经济损失可能将超过16万亿日元。

　　地震、海啸都是天灾。对于天灾，首先应该从自然科学的角度进行了解。本文将回答4个有关日本地震的重要问题：1. 为什么日本会发生如此巨大的地震？2. 日本将来会不会再次发生大地震？3. 日本地震对全球（特别是中国）的地震活动有没有影响？4. 地震能不能预报？

为什么日本会发生如此巨大的地震？

　　地球上差不多天天都会发生地震，一年可多达数百万次，其中有感地震约为5万次左右，而能造成严重灾害的大地震每年平均有10－20次。但是，地震震中的分布并不均匀，而是集中于一些形状狭长的地理区域，这就是所谓“地震带”。前人曾经总结出地球上有3大地震带，即环太平洋地震带、地中海-喜马拉雅地震带和大洋中脊地震带（或叫海岭地震带）。

　　自从以板块构造论为基础的现代大地构造学理论发展起来之后，人们意识到地震（严格地说是构造地震）主要发生在板块边界，不管是古板块边界，还是现在仍然活跃的板块边界。板块边界以外的地震带的成因也都和板块运动有关。

　　以包括日本和中国在内的东亚地区为例。日本处在4个板块的会合之处，其东面是太平洋板块；南面是菲律宾板块，以前也视为太平洋板块的一部分；西面是亚欧板块（近年来也有人另划出阿穆尔板块等）；北面是鄂霍次克板块，以前视为亚欧板块或北美洲板块的一部分。其中，菲律宾板块一直不断地向亚欧板块下面俯冲，而太平洋板块又一直不断地向鄂霍次克板块和菲律宾板块下面俯冲。由于在深度60 km以内的岩石圈中，有巨大的阻力阻碍岩层之间的滑动，因此这种俯冲产生的应力会不断积累，直到超过岩石的承受能力后，才会使岩层之间突然错动，释放能量，形成地震。由于太平洋板块（及其东南面的纳斯卡板块）的俯冲力量非常大，在全球板块中首屈一指，由此便造成环太平洋地震带的活动性极强，所释放的能量约占全世界地震释放能量的80%。而处在环太平洋地震带西北段的日本也就成为世界上受地震危害最烈的国家。

　　中国面积广大，地质条件极为复杂。从广义上来说，中国处在欧亚板块的东南隅，两面分别受到太平洋板块和印度板块的夹击，因此地震活动也很频繁。但是根据近年来的研究，中国陆地至少是由37个地史上曾经存在过的板块拼合而成的，这些板块之间的很多边界今天已经不再活动，但也有一些边界至今仍然有较剧烈的活动。这些至今仍有活动的古板块边界造成中国国内有多达20多条的地震带，使地震活动几乎遍及每一个省区。但是，众多的地震带也分散了因板块运动（主要是印度板块的向北俯冲）积聚的能量，使其中单独一条地震带中地震发生的频率和强度都不会太高。可以设想，如果中国大陆是一个完整的块体，那么其内部就很少地震，但所有的能量都将集中在喜马拉雅地震带释放，那里势必将成为和日本一样的极猛烈的地震带。

日本将来会不会再次发生大地震？

　　日本发生大地震之后，人们很自然会问，它会不会引发下一次大地震的发生？特别地，它会不会引发日本再次发生大地震？

　　上面已经说到日本处在4个板块的会合之处。其中，太平洋板块和鄂霍次克板块的交界叫做日本海沟俯冲带；太平洋板块和菲律宾板块的交界叫做伊豆-小笠原俯冲带；菲律宾板块和欧亚板块的交界则叫做琉球俯冲带，它的北段又被细分为“南海断层”“东南海断层”和“东海断层”三段。在“东海断层”和日本海沟俯冲带之间，还有一小段板块边界是鄂霍次克板块和菲律宾板块直接接触之处，这就是关东断层。

　　由于日本的人口主要集中于（大）阪神（户）、名古屋、静冈、东京一带，这些地区也是日本的经济中心，而它们分别位于南海、东南海、东海、关东断层附近，因此在这4段断层上发生的南海地震、东南海地震、东海地震和关东地震要比这次发生在日本海沟俯冲带上的“东北地震”为害更烈。日本人对它们也更为担心。

　　根据历史纪录，南海、东南海、东海地震大约有100－150年的复发周期（也就是地应力积聚和释放的周期），其震级在7.9－8.5级之间，而且常常发生所谓“南海·东南海·东海连动型地震”，即要么在其中一个地段发生大地震之后，3年之内在另两个地段也会发生大地震，要么其中两个相邻的地段或三个地段的断层同时破裂，同时发生大地震。例如，1707年10月28日的宝永地震就是三个地段的断层同时破裂，震级据推测高达8.4－8.6级，是这次的9.0级地震之前日本记载的最大地震，震后49天富士山喷发（这是迄今为止的最后一次喷发），在侧面形成了宝永火山口。大约150年后的1854年又发生安政地震，先是于12月23日在东海和东南海段发生“安政东海地震”，32小时后又在南海段发生“安政南海地震”，两次地震震级据推测均为8.4级。

　　安政地震之后，1944年12月7日发生了7.9级（推测）的“昭和东南海地震”，两年之后的1946年12月21日，又发生了8.0级的“昭和南海地震”。然而，这一回东海断层却没有连动反应。因此，从上世纪70年代开始，一些日本学者开始担心东海地震即将发生。随着时间的推移，这个可能性似乎越来越大了。

　　至于关东地震，发生的频次较低（周期大约为200年），震级相对也较低，其发生相对南海、东南海和东海地震来也有一定的独立性，但是因为靠近东京，一旦发生，危害也是极为巨大的。例如1923年9月1日8.1级（推测）的关东大地震造成了10.5万人死亡或失踪，是日本历史上死亡失踪人数最多的地震。

　　至于发生在日本海沟俯冲带上的地震，和前述发生在琉球俯冲带上的地震是不是有什么相关性，答案就很不明确了。我们只能确定这次的9.0级地震肯定会对琉球俯冲带北段的地质环境造成影响，但这种影响是加剧了东海地震的发生概率，还是减少了其发生概率，以目前的地质学知识尚无法回答。不管怎么说，已经将近160年没有发生大地震的东海地区在近十几年内发生大地震的可能性还是存在的，人们对此不能掉以轻心。

日本地震对全球地震活动有没有影响？

　　以上谈的是这次日本地震对其国内地震活动的影响。那么它对日本以外的地震活动有没有影响呢？

　　先说环太平洋地区。根据所处板块边界的不同，环太平洋地震带可以划分成很多段。例如从阿留申群岛到加拿大太平洋沿岸这一段位于太平洋板块俯冲于北美洲板块的俯冲带，美国加利福尼亚州西海岸主要位于圣安德烈斯断层带，而智利位于纳斯卡板块俯冲于南美洲板块的俯冲带。不同的地震带不仅位于不同的板块边界，而且往往具有很不一样的活动机理，比如圣安德烈斯断层带就很特殊，它是水平错动的“转换断层”，而不是俯冲型断层带。因此，这些地震带之间不太可能有什么明显的相互关系（虽然在地质学界也有人否认这一点）。

　　退一步讲，即使这些地震带的活动之间有什么相互关系，考虑到人类详细记录地震数据的历史只有100多年，在这么短的时间内也不可能获得具有统计学意义的样本来进行相关性分析，因此在可预计的将来，我们仍然是无法明确了解其相互关系的。

　　由此我们也可以知道，要判断两个地震带的地震活动有没有相关性，要看这两个地震带是不是处于同一个构造体系之中、受同样的构造运动的影响。日本的南海、东南海、东海断层不仅在地域上紧密相邻，而且共同位于琉球俯冲带之中，所以其地震活动有明显的相关性。而日本地震带和美国西海岸地震带、智利地震带不仅处于不同的构造体系中，在地理距离上也相隔遥远，它们之间的地震活动就体现不出明显的相关性了。

　　那么，日本地震对中国的地震有没有影响呢？这同样要看日本地震带和中国的地震带是不是处于同一个构造体系之中。目前有观点认为，中国东部北起黑龙江，南经吉林、辽宁、渤海、山东、江苏北部、安徽直到湖北武穴的郯（城）庐（江）断层带，和日本的几条俯冲带的活动有相关性，因此郯庐地震带上的地震活动和日本地震带上的地震活动也有相关性。有些学者已经做了这种相关性分析，得出了肯定性的结果。由于郯庐地震带的中段经过强度很大的岩体，可以积聚很大的应力，但一旦承受不住而断裂，就会造成和汶川地震一样的无前震的巨大地震（如1668年7月25日发生的莒县-郯城大地震，震级推测为8.25级，是中国东部已知震级最高的地震），这不能不引起我们的警惕。

　　然而，同样由于取样的时间段太短，加上缺乏完善的区域地质模型的支持，这些研究仍然是十分初步的、未必可信的。总之，以目前的认识水平，我们至多是可以初步确定哪些地震带相对于其他地震带来说更危险一些，但究竟会危险到什么程度则无法判断。

地震能不能预报？

　　由此自然引发了一个重要的问题：地震能不能预报？

　　地震预报的目标是给出未来将要发生的地震的三要素：时间、地点和震级。根据时间尺度的不同，可以把地震预报分为四个层次，即长期预报（几年至几十年）、中期预报（几个月至几年）、短期预报（几天至几个月）和临震预报（几天内）。通过日本、美国（当然也包括中国）几十年来投入大量人力财力后得出的实践教训，目前地质学界的主流观点认为，短临预报（短期预报和临震预报的合称）是不可能的，中长期预报虽然准确性较高，但精确性却不高，因此虽然对一个地方的中长期建设规划有指导性，但对于很多具体的生产生活却缺乏价值。甚至还有学者认为，地震在本质上就是不可预报的。

　　正因为如此，在今年开始的“十二五规划”纲要草案中，就用“提高地震监测分析能力”取代了此前的“地震监测预报”，这无疑是十分正确的，符合实事求是的精神。然而，由于历史原因，一些学者却反对这一更动，要求国家继续花钱资助已经被打入另类的地震短临预报，这就很难说是纯粹的学术观点之争，而更像是利益之争了。

另一方面，现在我们不光不能准确预报地震，还不能准确预报“不地震”。比如在2008年4月，国家重大科学工程项目“大城市活动断层探测与地震危险性评价”在耗资5亿元、历时近4年之后完成。该项目评估了全国21个大城市的近130条断层，其中只有26条定性为能够引发地震的“活动断层”，这等于就是宣告了其他断层的“不地震”。对此，加拿大籍华人地质学家嵇少丞嘲讽道：“现在断层被判‘死刑’，原先不能被建筑商开发盖楼的大片土地，又可以上市拍卖了。”就在该项目完成之后一个月，四川汶川就发生了8.0级大地震，发生地震的龙门山断层恰恰被该项目评价为一条不活动断层。像这样的罔顾学界基本常识的项目，理应和地震短临预报一样，受到具有实证精神的学者的批判。