任 栋,郭安宁
(中国地震局兰州地震研究所,兰州730000)
摘要:针对“一带一路”的陆路部分(即古丝绸之路)所经区域的自然灾害及灾害链的问题进行了研究讨论,尤其是针对大地震及相应的灾害链。穿越陆上丝绸之路的40度纬线地带是一个主要的地震活动带。沿着它易呈现震中定向迁移和在不长的时间内大地震发生的遥相关。陆上丝绸之路的灾害链主要是旱一震链,高山峰指标与大震发生的位置有较高的相关性。这些问题的研究对丝绸之路所经地带的安全都是有意义,也对丝绸之路上国家的安全合作有学术指向的意义。
关键词:陆上丝绸之路;40度纬带;地震活动性;灾害链;大震位置相关性;安全意义
中图分类号:X928 文献标志码:A doi:10.11731/j.issn.1673 -193x.2015. 10. 009
0 引言
“一带一路”是习近平总书记在2014年9月和10月分别提出建设“新丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”的战略构想,强调相关各国要打造互利共赢的“利益共同体”和共同发展繁荣的“命运共同体”。这一跨越时空的宏伟构想,赋予古老丝绸之路以崭新的时代内涵。
而针对“一带一路”战略之中,必定要考虑其自然灾害所造成的安全问题,而针对古丝绸之路的重大自然灾害的安全研究与防御,不仅能落实建设的安全问题,更是带来了加强各国重大自然灾害的国际合作的契机,对共策安全战略与科学合作给了指向性的作用。
著名的陆上丝绸之路和海上丝绸之路是把中国古代文明传向世界远方的重要途径。然而,在这两个丝绸之路所经过地域的自然灾害却很严重,为更好的发展“一带一路”的经济,对“一带一路”的减灾的问题应进行研究。在丝绸之路上经过的国家,皆有本国的机构研究自己国土上的灾害。但是巨大的灾害在成因和预测上除了当地因素之外,往往还有着跨国的遥联的因素,如识别到这种遥联因素,无疑是有利于丝绸之路上诸国的防灾的。另外,一个国家发现某种天灾预测的指标,还不能识别与评价其可信度,若是在各国观测资料中发现同一类指标才能确定其共性程度,才能有较高程度把握其预测指标的准确度。这些关联性的研究,丝绸之路上的国家进行研究与关注的较弱,这就需要去补充这方面的研究。中国是灾害面积广和灾害类型多的国家,近几十年来,除了引入国外先进国家的预测方法外,还新提出了许多预测方法,例如灾害链,三性法,可公度性,静中动判据,高山峰指标法,调制比(响应比)法,整步理论等。这些预测方法在国内天灾预测中的验证性的研究中已经有一定的显效性,但它更扩大为国际地域后其共性和互性程度的情况,也是需要更多地与丝绸之路上各个国家进行回顾性的预测研究与对比,其研究结果可作为丝绸之路所经国家的防灾参考。总之,共性研究、互性研究以及与我国的相关性研究是本文研究的目的,重点是预测科学的研究。由于天灾预测是国际难题,且丝绸之路所经地带的范围甚广,本文只是对陆上丝绸之路听经地带的巨灾的预测问题作一些初步介绍和讨论。
1 陆上丝绸之路所经地带大地震呼应现象及预测意义
著名的陆上丝绸之路由长安(现西安)出发,经过我国甘肃、青海、新疆,延伸到中亚和更远的意大利诸地,如图l所示,沿路几乎都是地震活动区。
本文旨在探讨该地带上地震活动在预测方面表现的共性和互性现象。这里共性和互性是相对的,有的现象既是共性也是互性的。
2大地震活动的沿北纬40度线迁移特征
1991年文献[l]中指出,1976年唐山7.8级大震(39.6oN,117. 90E)前在大致与唐山在同一纬度上乌兹别克的加兹里(�a3H)在1976年4月8日发生7级地震(40. 30N.63.8oE),随后5月17日又在该地发生7.3级地震(40.4oN,63.5oE)。加兹里的位置在塔什干西边,咸海的东南方向。1976年唐山大震后,于该年11月24日又在大致同纬度的土耳其东北部发生7.2级地震(39. 10N,44.0oE)。如图2所示。
上述加兹里和土耳其地震皆是丝路所经国家内的地震。它们与唐山大震同年同纬,这恐怕不是偶然的。在文献[1]中提出用三层模式来解释二但这并非定论,还须进一步研究。不过就现象本身来说已是有预测意义了,即40度纬度线上有大震发生后,同纬度线上其他地段要注意大震的发生。
有意义的是1985年8月23日新疆乌恰7.1级地震(39. 530N,75. 32oE)前1.5年,在大致同纬度乌兹别克的加兹里于1984年3月19日发生7级地震(40.40N,63.50E)。这两个大震相距约1200km。由于都是大震,它们并不经常发生,所以虽相隔1.5年,也可认为是相关的。以上是经1976年和1984年加兹里两次大震后,我国同纬度线上的唐山和乌恰皆相应发生大震。这两次重复对我国境内的大震预测是有参考价值的。值得指出的是,在1984年加兹里大震前8天,即3月1 1日,卫星发现包括震中区在内的大范围出现红外辐射异常。这是世界上首次用卫星发现的热红外地震前兆。我国学者受其启发,后来也开展了用热红外预测地震的工作,并取得一些效果。
上述沿40度纬度带大震远距呼应迁移发生的现象,它们之间的联系是在地球内部,还是由于共同外因在相近的时间先后触发所致?这都需要研究。
在丝绸之路我国西北40度纬度线地段其地震活动亦与该纬度的东延的华北、东北40度纬度线地段的地震活动相呼应,如:1922年9月29日渤海发生61/2级地震(39.2oN ,120.5oE)。同年10月17日新疆罗布泊东南发生61/2级地震(39. 50N,91. OoE);1944年9月28日新疆乌恰南发生7级地震( 39. 1o N,75. OoE),同年12月19日辽宁丹东南海中发生63/4级她震(39.7oN,124.3oE);1932年12月25日甘肃玉门南的昌马盆地发生7.5级地震( 39.7oN,96. 70E),1934年1月21日内蒙古五原发生Ms61/4级地震( 41.0oN,108.OoE)。在国外丝绸之路所经地段中,土耳其著名的北安纳托里亚震中迁移带(7级以上地震由东向西迁移),也重合于40度纬度带。在希腊也有7级地震带沿39.3纬度线由西向东迁移的现象,这也属于40度纬度带。总之,40度纬线上(宽为该纬度线两侧各一度)的地震活动有在相近的时间跨越不同距离发生的现象。这在地震预测上是有参考价值的除了上述迁移呼应的现象外,在40度纬度带还易发生8级和8级以上大震。在中国该纬度带上于1679年在河北三河平谷发生8级地震,1739年宁夏银川平罗地区发生8级地震,1902年新疆阿图什地区发生81/4级地震,1976年河北唐山发生7.8级地震(国外也有定为8级的)。在国外的40度纬度带上1907年在塔吉克发生8级地震(38oN,69oE)这是该国的最大地震;在土耳其最大的地震是1939年的埃尔津詹8级地震( 39.5oN,38.5oE)。以上情况说明,在40度纬度带上如有活动的构造带或地震活动带相交或重合,则要注意这些点可能是8级大震发生的可能地区。
3 大地震灾害链呼应方面的现象与特点
1981年气象学家朱瑞兆的研究指出,哈萨克与唐山相距约5000km,盛夏时期,哈萨克的冷涡和唐山地区暴雨天气过程存在密切的关系。朱瑞兆指出,92次哈萨克冷涡过程,5~7天后唐山发生降水天气过程的概率为0. 99,达暴雨强度的概率为0. 66。我们目前从资料得知唐山地区在唐山大地震前3—5天于1976年7月23—25日发生暴雨,而哈萨克的冷涡资料不详。但单就这一气象现象的相关来说,对唐山地区的防灾也是有价值的。唐山大震前的降雨强度甚大,它是个低气压现象,这个低气压对唐山大震可能有触发作用。如果真如此,这个低涡今后对40度纬度带上其他地段的大震也有可能有关,值得深入研究。这是气象灾害预测地震灾害的一种灾害链。
另外,根据1986年前苏联学者穆·勒·弥利杰斯(M P.MvurbKvIC)对土库曼和乌兹别克境内强震前水文气象前兆所进行的研究,发现气温高的地方易发生大震。如1895年7月9日土库曼西边靠近里海的克拉斯诺乌德地震( KpaCHOBOn),1946年土库曼西部卡赞治克地震(Ka3aHrWavIK】,1948年10月5日土库曼西南边界内侧的阿什哈巴德地震( AⅢxabaZi),1976年4月8日和5月17日加兹里地震(ra3.7IH)以及1984年3月20日马尔讨夫地震( Maprrob),马尔讨夫在加兹里附近,故有时亦称加兹里地震。以上这些地震,其震级都在7级或7级以上。这与1976年兰州地震大队气象地震组对我国的研究结果一致。这是灾害链在不同地域上的共性。另外,穆氏还指出干旱发生的地方易发生大震。他具体指出,在土库曼和乌兹别克斯坦地区,在大震前更早时期(两年前),包括震中区在内的一
定范围内降水正常或偏多。在震前1~2年,包括震中区在内的一定范围内,雨量就比多年平均值偏少了,而且在这个偏少的地区还有更旱的地方,它们往往与断裂带分布相一致,未来大震就发生在此断裂带上。例如1948年阿什哈巴德大震其震前就是这样的。1976年加兹里地震和1984年马尔讨夫地震(亦称加兹里地震)震前也是这样的。以上穆氏的研究是与我国古人和现代学者耿庆国等在1972年的发现相一致。以上温震链和旱震链在国内外的共性,它们在研究地域上的扩大和在震例上的扩大,使人们今后使用这个预测指标更有信心,并对其背后的物理成因研究不致“无的放矢”。
4丝绸之路带及亚欧大地震空间排序活动的共性特征
我国西部地震迁移多是由地势高处向地势低处迁移。土耳其北部沿安纳托利亚断层上的地震迁移也是由地势高处向地势低处迁移的,始发震为1939年12月1 6日的埃津兼8级大震。如图3所示。该图的上图是17世纪的一次迁移。图中的长条形椭圆为大震的极震区。
由上所述,当在地势高处发生大震后,我们应注意在不长时间内可能还会有大震在地势低处相继发生。据此可沿地震带或发震构造带向地势较低处去找未来大震区。像丝绸之路起点的西安,其东边的华山附近1556年发生81/4级地震,随后的1568年晚期强余震就迁至华山西边地势低的地方。又像2008年汶川8级地震震中区的九鼎山甚高,后于2013年震中迁至地势相对低的芦山地区(7级)。在陆上丝绸之路的终端的意大利的地震迁移也是由高处向低处迁移的。
5讨论
此节对两个问题进行讨论,一是在陆上丝绸之路的终端的意大利的地震迁移也是由高处向低处迁移的,对这一现象的机理符合我们国内学者研究的“垂烈穴”和“喷玄穴”的认识。所谓垂烈穴是垂直运动强烈的地区,喷玄穴是新近地质时期喷出玄武岩的地区。意大利的震中迁移始发点在意大利半岛端部与西西里岛接壤的地区。这里有埃特纳火山,是意大利最高的地方。其附近强震后,地震向意大利半岛的中北部迁移。之所以地震多由高处向低处迁移,是因为高处有水平运动和垂直运动的叠加,其合成构造运动强烈,易于发生地震。以上是震中发生迁移的共性。
二是在我国新疆西部边界两侧历史上曾发生3次8级地震,即1812年新疆尼勒克8级地震,1902年新疆阿图什81/4级地震和191 1年哈萨克斯坦阿拉木图8级地震,它们的发生年份符合以25年为周期的三性分布,这个分布在我们国内其他一些8级地震也类似,这是在不同地域的一种共性。它是8级大震预测发生年份的方法之一。另外,7级地震也有这个特点,接近7级地震也有这个相似性,且在陆上丝绸之路的起点附近的四川与甘肃和新疆的地震符合这个时间分布的规律。但形成这种三性分布的原因是什么,仍然需要研究。在这里暂不展开讨论。如果上述三个8级地震中缺少阿拉图大震,则新疆西部的三性法就不能成立,因之把丝绸之路上的大震联合在一起研究是有价值的。
共性的研究扩大了在我国早先所得的震例,因之使这些共性预测方法增加了可靠性和广适性,也增加了进一步深入研究这些方法背后形成的必要性。
6结论
1)北纬40度上有大震发生后,同纬度线上其他地段要注意大震的发生,此点可以扩展到陆上丝绸之路之外稍宽的区域也是适用的。
2)在大地震与其他灾害(如气象与地质灾害)链呼应方面的现象本文才展开,这是今后陆上丝绸之路国家进行科学合作的重点所在,因为天、地、气耦合的作用会在矿难、暴雨等方面表现为可预测预报的链式现象。
3)在丝绸之路的带上,当在地势高处发生大震后,我们应警惕在不长时间内可能还会有大震在地势低处相继发生。从而作好大地震及相关灾害链的预测防御工作。
因为陆上丝绸之路所经区域都是大地震所发生的区域,本文的讨论从国家安全的战略意义上,可以表现为两点:①巨震灾害链式的研究将能从一个大地震灾害发生后预测下一个大地震发生的可能性,从而能在有限的时间内对大地震做好防御,增大了丝绸之路经济带区域的安全性。从安全战略上,由于丝绸之路经济带处在强震巨震的多发地,提出巨震灾害链的意义还在对加强丝绸之路经济带的安全合作给予方向上的指导,从政府层面可以联合各国进行大灾害的联合防卫演习。②从科研研究方面,各国共同合作后才能获取丝绸之路带全区域的观测资料,这样才能在科学研究上有所前进,另外则可通过安全合作,共同提高丝绸之路上国与国的安全互动救灾机制,促进丝绸之路经济带的安全性。