2010年智利地震原因、智利地震给全球带来的影响及灾害 2010年智利大地震

2010年智利地震原因、智利地震给全球带来的影响及灾害预测

智利地震发生后的形势和今后我们的任务

杨学祥，杨冬红发表于2010-3-3

2010年2月27日凌晨，智利发生了8.8级强烈地震，释放的能量是前不久海地大地震的800倍。超过150万所房屋建筑倒塌。智利政府3月1日宣布，该国2月27日发生的里氏8．8级强烈地震已造成723人死亡，19人下落不明。

2000年进入拉马德雷冷位相时期，2004年12月26日、2005年3月29日和2007年9月13日 发生印尼苏门答腊的三次8.5级以上地震，2008年5月12日发生中国汶川的8级地震，2010年1月12日海地发生7.3级地震，然后紧接着又是2010年2月27日智利发生8.8级地震。地震专家认为，智利地震预示着全球地震活动可能进入高发期[1]。

智利地震第一次验证了特大地震的活动规律

2004年印尼地震海啸发生以来，世界地震专家就不断提出特大地震频发期来临的警告。

美国地质调查局和南加州大学地震研究中心的专家于2008年4月联合发布了一份地震预测报告。报告指出，美国加利福尼亚州在未来30年内发生能造成大面积破坏的强地震的可能性为99％。作为报告参与方之一的美国地质调查局解释说，科学家设计了一种新模型，以研究大地震的发生几率。他们发现，加州在2038年前不发生6.7级地震的几率只有1％；同一时期，加州发生7.5级以上大规模地震的几率预计为46％：其中，加州南部人口稠密地区遭遇地震的可能性最大。地质学家同时认为，加州最有可能发生地震的地区位于洛杉矶以东里弗赛德县的圣安德烈亚斯断层南段[2]。

不仅仅是美国，俄罗斯的研究人员也大胆预言，未来10年，全球将发生毁灭性大地震，其破坏力堪比2004年的印尼海啸。这一结论是基于俄地震学家所研制出的一种能记录地震生成过程并预测地震的模型。俄罗斯科学院国际地震预测理论和数学地球物理学研究所专家弗拉基米尔·科索博科夫说，这场地震的震中可能位于以下5个地区之一：美国和加拿大西部交界带、智利、克什米尔、印尼苏门答腊岛和安达曼群岛附近的印度洋[2]。俄罗斯的研究人员的预言现在已经得到证实。我们必须重尊历史，关注他们的警告。

统计数据表明，1889年以来全球大于等于8.5级的地震共有21次。其中，在“拉马德雷”暖位相发生1次，其余全部发生在“拉马德雷”冷位相及其边界。2000 年后，地球逐步进入了拉马德雷冷位相时期，并将一直持续到2035年。这期间会是全球强震爆发时期[2-4]。这一观点与上述国际科学界的最新研究结果吻合[2]。

“拉马德雷”是一种低温高压气流，通常处于大气层较高的位置，亦称太平洋十年涛动，分别以暖位相和冷位相两种形式交替在太平洋上空出现。每种现象持续20～30年。当拉马德雷现象以暖位相形式出现时，北美大陆附近海面的水温就会异常升高，而北太平洋洋面温度会异常下降。与此同时，太平洋高空气流由美洲和亚洲两个大陆向太平洋中部移动，低空气流的运动方向则正好相反，结果导致中太平洋海面升高。当拉马德雷以冷位相形式出现时，情况则完全相反。中太平洋海面的反复升降就导致了地壳跷跷板运动，从而引发强烈的地震活动。

我们对过去的一些数据分析后发现，1952年，1957年、1960年、1964年4场特大地震就发生在1947-1976年拉马德雷冷位相时期中的前17年。2000年进入拉马德雷冷位相后，在2004年12月26日印尼就发生了强地震海啸，并造成了巨大的人员伤亡和财产损失。印尼的地震海啸并非偶然，它和1952年11月4日堪察加发生的9级地展一样，拉开了特大强震集中爆发的序幕。暖位相末期，冰川融化，海平面上升所导致的地壳均衡运动（就像船的吃水线卸载上升，加载下沉一样）也是冷位相初期强震频发的一个原因。

我们的综合分析表明，接下来的特大强震可能发生在2000-2030年拉马德雷冷位相时期中的前17年左右，最强和较强潮汐重复时期中的每一年（2010年，2014年，2018年）及其前一年都是可能的发生年。而且由于2010年、2014年、2018年1月2日为月亮近地点，与地球近日点1月3日或4日相差不过2天，叠加后的最强潮汐和较强潮汐强度相对较大，激发出的特大强震也会相当强烈[2-7]。这和俄罗斯科学家预测的结果相吻合[2]。2010年发生特大地震的预测也得到证实。

智利地震第一次验证了特大地震的活动规律，这一规律还需更多数据的验证。

中国首席地震预报专家孙世鋐最近指出，我觉得根据过去100年的地震历史的资料的分析，现在这个状态有可能进入一个地球的地震频发的这么一个时代。我们回顾一下，20世纪100年前60年，全球发生8.5级以上地震是7次，也就是从1964年的阿拉斯加8.5级地震以后，在之后的四五十年里面，全球就没有发生一次8.5级地震，就是说显示出来，这种强地震，尤其是特大地震，它是在某些时代发生，某些时代相对比较平静[1]。

全球进入特大地震频发期已经变为地震专家的共识。

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下一场特大地震发生在哪里？

根据前期工作和检验结果，潮汐和地球自转的准四年周期决定了下次特大地震可能发生在2014年前后，地点在哪里难以确定。就目前的预测水平，我们只能从地震的数据中寻找规律。

表1全球20世纪以来8.5级以上八大强震的时间分布规律

1889-1924年拉马德雷冷位相时期（1900年以前有4次；从1900年算起，2次）

第5名、厄瓜多尔大地震(1906年1月31日)：里氏8.8级，发生在厄瓜多尔及哥伦比亚沿岸。地震引发强烈海啸，导致1000多人死亡。中美洲沿岸、圣-费朗西斯科及日本等地都有震感。

第8名、(并列)俄罗斯大地震(1923年2月3日)：里氏8.5级，发生在俄罗斯堪察加半岛。

1925-1946年拉马德雷暖位相时期（1次）

第8名、(并列)印尼大地震(1938年2月3日)：里氏8.5级，发生在印尼班达附近海域。地震引发海啸及火山喷发，人员及财产损失惨重；

1947-1976年拉马德雷冷位相时期（7次）

第7名、中国西藏大地震(1950年8月15日)：里氏8.6级。2000余座房屋及寺庙被毁。印度雅鲁藏布江损失最为惨重，至少有1500人死亡。

第4名、(并列)俄罗斯大地震(堪察加半岛1952年11月4日)：里氏9.0级。此次地震引发的海啸波及夏威夷群岛，但没有造成人员伤亡。

第3名、美国阿拉斯加大地震(1957年3月9日)：里氏9.1级，发生在美国阿拉斯加州安德里亚岛及乌那克岛附近海域。地震导致休眠长达200年的维塞维朵夫火山喷发，并引发15米高的大海啸，影响远至夏威夷岛。

第1名、智利大地震(1960年5月22日)：里氏9.5级。发生在智利中部海域，并引发海啸及火山爆发。此次地震共导致5000人死亡，200万人无家可归。

第8名、(并列)俄罗斯千岛群岛大地震(1963年10月13日)：里氏8.5级，并波及日本及俄罗斯等地。

第2名、美国阿拉斯加大地震(1964年3月28日)：里氏9.2级。此次引发海啸，导致125人死亡，财产损失达3.11亿美元。阿拉斯加州大部分地区、加拿大育空地区及哥伦比亚等地都有强烈震感。

第6名、(并列)美国阿拉斯加大地震(1965年2月4日)：里氏8.7级。地震引发高达10.7米的海啸，席卷了整个舒曼雅岛。

1977-1999年拉马德雷暖位相时期（0次）

无8.5级以上大震。

2000-2030年拉马德雷冷位相时期（4次）

第4名、(并列)印尼大地震(2004年12月26日)：里氏9.0级，发生在位于印尼苏门答腊岛上的亚齐省。地震引发的海啸席卷斯里兰卡、泰国、印度尼西亚及印度等国，导致约30万人失踪或死亡；

第6名、(并列)印尼大地震(2005年3月28日)：里氏8.7级，震中位于印尼苏门答腊岛以北海域，离三个月前发生9.0级地震位置不远。目前已经造成1000人死亡，但并未引发海啸[8]。

最后一名、2007年9月13日印尼苏门答腊8.5级大震

并列第5名、2010年2月27日智利8.8级以上大震，超过150万所房屋建筑倒塌，死亡723人。

从表1中可以看到，环太平洋强震集中发生在拉马德雷冷位相时期。在1977-1999年拉马德雷暖位相时期连续22年没有发生8.5级以上强震，全球气候在这一时期迅速变暖，海平面迅速上升，太平洋增加了5-10厘米厚的海水层，破坏了原来的地壳均衡和水均衡，形成陆海地壳的翘翘板运动，导致新一轮的地壳均衡过程。2004年12月26日印尼苏门答腊地震（8.7级）海啸拉开了全球8.5级以上强震序幕。在1947-1976年拉马德雷冷位相时期，从1950年到1965年短短16年内发生了7次8.5级以上强震。平均两年一次，最短时间间隔为5个月[8]。

9级地震在两个拉马德雷周期中都发生在冷位相的前17年，地点在智利（2次）、阿拉斯加（2次）、堪察加半岛（1次）、厄瓜多尔（1次）、印尼（1次）。下一次发生的可能性最大。

8.5级以上地震除1次外，都发生在拉马德雷冷位相时期，地点在印尼（4次）、智利（2次）、阿拉斯加（3次）、俄罗斯（3次）、厄瓜多尔（1次）、中国（1次）。下一次发生的可能性居第二位。

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智利地震后余震频发预防工作不可忽视

中国地震局专家最近指出，智利地震将引发大量强余震[9]。也有专家预言，东太平洋沿岸将发生7级地震[10]。余震只发生在智利周围吗？

美国地震学家分析了近20年发生在南加州的数以千计的地震中余震的数据后，得出地震波可激发地震这一结论：地震会发生连锁反应，一场地震可能是千里之外的另一场地震的原因。他们的研究可能改变了关于以前余震发生原因的预测。

根据相关研究，这些沿着地表或地球内部界面游走的地震波被称为面波，经过遥远的距离后，其能量也未缩小的原因在于地球表面是球面：在震中同一半球传播时是扩散，在另一半球是集中。地震波到达震中的对称点，激发余震的能量最大。这就可以解释地震东西对称，南北呼应的特征。

地震会发生连锁反应，一场地震可能是千里之外的另一场地震的原因。美国地震学家分析了近20年发生在南加州的数以千计的地震中余震的数据后，得出地震波可激发地震这一结论。他们的研究可能改变了关于以前余震发生原因的预测。

美国地质学家发现，1990年以来，15次7级以上的大地震中，12个产生表面波（即地震波沿地表或地球内部界面迅速向远方传递），在其他大洲的断层系统上引发了较小型地震。美国地质勘探局的专家帕森斯解释说，科学家早就知道强震的表面波会迅速向远方传递，不过他们此前认为这些所谓的表面波移动引发地震只是特例，但让人惊讶的是，这种地震一直在发生[11]。

这些沿着地表或地球内部界面游走的地震波被称为面波，经过遥远的距离后也未缩小的原因在于地球表面是球面：在震中同一半球传播时是扩散，在另一半球是集中。日本冲绳7级地震和智利8.8级地震在2月27日先后发生就是实例，它们分别位于西北太平洋沿海和东南太平洋沿岸的对称点上。日本地震对智利地震有激发作用。

地震波在传播过程中的能量密度变化，与单位时间扩散的大圆周长C成反比。设地震的总能量为Q，能量密度为δ，穿过的面积为S=Cl =2πRlsinφ，l为单位弧长，R为地球半径，则有

δ= Q/S = Q/ (Cl) = Q/(2πRlsinφ)(1)

其中，圆心角φ为震中和地心连线与大圆上任一点和地心连线的夹角。同样，在球壳中点源喷射造成的球面对流，也会有扩散、集中、返回的震荡过程（见图1和图2）。

由（1）式可知，在φ= 0和φ= π时，能量密度δ为无穷大，在φ=π/2时，即经过地表最大圆时，能量密度δ最小。这就是说，假定地震波能量在传播中无损耗，震中的地心对称点处的能量密度最大。该公式表明，能量密度δ在震中同一半球中，随震中与地心连线的长度增加而减少；在震中的另一半球，能量密度δ随震中与地心连线延长线的长度增加而增加。

举例来说，2004年12月发生在印尼苏门答腊外海的强震，就在遥远的阿拉斯加、加州与厄瓜多尔引发了地震。厄瓜多尔（西经80，南纬0）恰恰就是印尼苏门答腊（东经100，南纬0）的地心对称点。这是一个很有说服力的解释。点源激发在球面上的震荡和对流对余震和强降水都存在激发作用（见图1和图2）。

图1 点源激发震荡在球面上的能量密度变化(杨冬红，2009)

2003年23日22时左右，“重庆井喷”发生。井喷事故压井方案的实施时间从26日上午推迟到27日上午10时。整个井喷事件历时84小时，大约17.5至21百万立方米石油天然气喷入大气中，其环境效应不仅仅是硫化氢中毒。据气象部门提供的消息，2004年9月2至5日，川东北地区的达州、南充、巴中等市普降暴雨，多数地方降雨量超过100毫米，这次降雨是今年以来四川境内雨量最大、强度最强、持续时间最长的一次。其中，达州市渠县累计降雨量已超过360毫米，是百年一遇的特大暴雨。开县受灾最为严重——惨遭200年一遇特大暴雨洪灾，部分地区为500年一遇。由此看来，2003年12月23日重庆开县井喷、2004年9月2-7日重庆开县又遭受暴雨洪水的袭击、2006年重庆大旱高温和2008年四川强震可能有因果关系（见图2）。

图2 点源喷发在球壳中的对流(杨冬红，2009)

潮汐震荡的特点是，在地球和月亮的中心连线上，面对月亮的地球球面上的点及其地心对称点的潮汐最大，与点源激发在球面上的震荡特征相同。这是潮汐易于激发地震活动的一个原因。证据在于更多资料的积累[12]。

图3球面地壳下沉受到挤压而收缩

图4球面大洋地壳下沉推动大陆分离或插入大陆之下

地球表面是一个球面，板块的整体下沉受到周边板块的阻碍，因此，地震具有东西对称，南北呼应的特点。一处破裂导致对称点受力增强，日本冲绳7级地震和智利8.8级地震在2月27日先后发生就是实例，它们分别位于西北太平洋沿海和东南太平洋沿岸的对称点上。有专家认为，太平洋东岸还有7级以上地震，根据对称性和日本冲绳7级地震在2月27日发生的事实，西太平洋沿海也有发生7级地震的可能。

智利地震后，阿富汗、巴基斯坦、菲律宾、日本和吉尔吉斯先后发生了5-6级地震，中国地震专家必须重视地震波在震中以外边远地区激发地震的研究，研究激发本土地震的可能性。现在，我们还无法预知大震发生的准确时间和地点，但地震规律是客观存在的：拉马德雷周期。我们已经感觉到它的存在，历史提供了相应的线索。强震活跃期的到来已经得到部分专家的认同。

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智利地震后的次生灾害：低温冻害

大震之后，大疫、余震、泥石流、滑坡、气象灾害可能接踵而来，人们必须关注和预防。对于远离震区的中国，地震导致的全球气候异常更值得关注。

我们在2009年11月指出，根据历史记录，就全球灾害变化的趋势而言，萨摩亚8级地震引起的南太平洋大海啸可能导致全球气温的逐渐降低，引发低温冻灾，增大流感爆发的强度。我们必须了解这一变化的历史记录和物理过程[13]。

我们在2009年10月14日提出了2009年发生冷冬的四大原因：其一，历史记录表明，在“拉马德雷”的“冷位相”时期，厄尔尼诺年和拉尼娜年易发生低温冷害。2000年“拉马德雷”已经进入“冷位相”，这意味着一个新的变冷时期正在开始。2009年发生了中等强度的厄尔尼诺事件。其二，2009年9月30日南大洋萨摩亚群岛发生了8级地震海啸。其三、2008-2009年处于太阳活动低值时期。其四、2009年12月至2010年2月为强潮汐时期[5]。

我们在2009年12月14日给出暴雪预警：接到栾巨庆和栾云洲关于2010年1月的雪灾预测，与我们的暴雪预警相一致，希望相关部门作参考，公众可通过实践做检验[14，15]。

在2000-2030年的拉马德雷冷位相时期强震频发，2008年初中国南方发生了50年一遇的严重冰雪冻灾，低温冻灾频发的趋势值得关注[16]。

2004年12月26日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释：海洋及其周边地区的巨震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40^o范围内的8.5级和大于8.5级的海震。根据郭增建的理论，2005年全球气温将因为印尼地震海啸而降低[6，7]。

同样，2004年12月26日印尼9级地震海啸和2010年2月27日智利的8.8级地震和海啸也会带来类似20世纪60-70年代的低温时期。我们必须认真研究，严肃对待。

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历史的经验值得注意：忘记历史就意味着背叛

50年前，1960年5月22日智利9.5级最强地震之后，全球进入低温时期，气候异常阻碍了全球经济的发展：中国经历了最困难的三年自然灾害时期，前苏联因为农业政策的失败而解体。2004年以来的强震频发和2007年爆发的世界粮食危机似乎在重复这一周期。他们都处在拉马德雷冷位相时期。更长的历史追溯表明，全球变暖是人类社会的繁荣发展时期，全球变冷导致灾害频发、社会动乱、经济衰退和战乱不断[18]。

历史给予人类许多机会和风险，成功和失败赋予管理者更多的思考：如果不想在将来后悔，现在我们能做些什么？

本文引用地址：http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=299148

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