人类触发了四川大地震？

A Human Trigger for the Great Quake of Sichuan

Richard A. Kerr, Richard Stone. A Human Trigger for the Great Quake of Sichuan. Science 323, 322 (2009)



自然灾害常常被形容为“天灾”，但是去年5月中国四川省发生灾难性地震后几天内，已经有国内外地震学家暗中猜测人类是否要为此次地震负部分责任。现在，第一批研究人员公开发表的证据显示，新建的紫坪铺大坝蓄水的压力或许触发了附近断层破裂，这一破裂继续扩展，造成约300公里的断层断裂、8万人死亡。

不过，还没人能证明汶川地震是水库触发的地震活动。纽约帕里塞德的拉蒙特·多尔蒂地球观测站(Lamont-Doherty Earth Observatory)的地震学家Leonardo Seeber说：“毫无疑问，触发地震确实有发生。”他说，这一事实和新证据表明，地震和大坝之间的联系“值得进一步探究”，但是要证明触发“并不容易。”而且中国政府将关键数据紧抓不放。

40年来，地震学家一直在收集触发地震的例子。Seeber 说：“让我吃惊的是，很小的机械干扰就能触发一场地震。”取出地壳中的液体或岩石，如石油生产或煤炭开采，就可能触发地震。给地壳注入流体用来储存废弃物或固存二氧化碳，或是增加大坝后约100米高的蓄水重量，都可能触发地震。

不管这种干扰的性质如何，它必须要使附近的断层临近崩溃的边缘，才能触发地震。就水库触发的地震活动而言，有种压力将断层的两面挤在一起、将断层紧紧锁住，而水的重量能通过抵消这种压力来削弱断层。还有一种可能是，压力已经倾向于推动断层两面的相互错开，而增加水的重量会加大这种压力、从而使断层破裂。1967年，印度柯依那(Koyna)大坝蓄水触发了史上最大的水库触发地震，6.3级的地震导致了200人死亡。地震学家还观察到几十起3到6级的水库触发地震。

所以当7.9级的汶川大地震发生时，很多科学家怀疑是否归咎于某个水库。饱受诟病的三峡水库因距离太远被排除了，专家们考虑是否是紫坪铺大坝：紫坪铺大坝距离断裂的断层只有米，离汶川大地震的震中只有公里。时间上来看也符合。位于成都的四川地质矿产局的总工程师范晓说，紫坪铺水库从2004年12月开始蓄水，两年内水位迅速上升了米。



紫坪铺大坝蓄积的数亿吨水给毗连的北川断层造成了不正常的压力，这是哥伦比亚大学的地球物理灾害研究员Christian Klose上个月在加利福利亚州的旧金山举行的美国地球物理联合会秋季大会上提出来的。Klose在报告中没有提及任何大坝，他隐晦地解释了增加的水如何改变对断层的压力。根据他的计算，增加的水重量既减轻了对断层的挤压从而削弱了断层，也加大了容易导致断层破裂的压力。Klose说，蓄水所产生的作用是地壳运动一年产生的自然应力的25倍。他指出，当断层最终破裂时，它移动的方式正是水库蓄水所促成的方式。

Klose的听众都很感兴趣，但并不都相信。他们想要知道更多关于改变水位和当地较低级别的地震活动的细节。范晓没有出席这个会议，但是他提供了一些细节，所有这些细节都表明紫坪铺水库和汶川大地震之间有关联。他说，从已知的水库触发地震的历史来判断，紫坪铺水库的迅速蓄水和其水深有助于触发地震。而且蓄水和大地震之间的延迟也让库水有时间深入渗透到地壳，在地壳中削弱断层。范晓指出，触发地震最大的危险并不是在蓄水最多的时候，而是在水位下降的时候。他说：“正如我们现在知道的，5·12大地震发生一个星期前，水位比往常下降得更快。”

中文期刊《地震地质》12月刊上发表的一篇论文也得出了一个相似的结论。该论文的主要作者、地球物理学家雷兴林说，紫坪铺蓄水“显然影响了当地的地震活动”。雷兴林在北京的中国地震局工作，并在日本筑波的日本产业技术综合研究所兼职。雷兴林强调说要得出最后结论为时过早，但是他认为库水渗透到断层和2007年 12月到2008年5月期间水库水位下降是“造成四川大地震成形的主要因素。”

虽然范晓也知道紫坪铺大坝与汶川大地震之间的联系并未得到证实，不过他已经了解的东西让他提出应该谨慎行事。他说：“我们应该重新调整现有的计划，在规划项目时采取更为谨慎的态度。但我对取消这些大型建设项目并不乐观，因为水电开发商和当地政府从中得到巨大的经济利益。”

国内外的研究人员说，要举出更有力的证据来限制建设项目上马，需要更详细的数据。位于成都的四川地震局的地球物理学家闻学泽说：“我们需要水库附近及四周的微小地震活动、水位和水坝蓄水量随时间变化的证据。”范晓认为中国科学院的研究人员已经从相关研究中得出了初步结果，“但他们并不愿与他人共享。”
——理查德·克尔、石磊
http://www.sciencemagchina.cn/seismology.aspx