3455 期 / 第4版:科学生活
非天然地震知多少

● 庞瑶

谈到地震,很多人想到的会是“5·12”汶川地震、“12·15”唐山地震这些造成特大灾害的破坏性事件,但其实除了这些因地下介质活动(板块运动或火山活动)引发的地震以外,还有一类特殊的地震,它们不是由介质活动直接引起的地下震动,而是由人为活动引起或者由其他自然活动诱发的地面震动,称为非天然地震。

非天然地震通常震源深度很浅,震源位于地表附近。虽然非天然地震涉及的能量通常较少,但由于发生在近地表处,也可能产生明显震感,对社会安全造成较大威胁。

非天然地震包括诱发地震和人工地震。其中,诱发地震包括塌陷、水库诱发地震、山体滑坡或崩塌引起的地震等,而人工地震包括爆破、化学爆炸、核爆等产生的地震。

塌陷,常发生在矿井采空区(如2017年5月23日北京门头沟2.6级塌陷地震)或溶洞密布的石灰岩地区(如泸州市叙永县等地区),成因是地下空间存在空洞,导致空洞上方的岩体无法获得足够支撑而崩落坍塌。塌陷地震一般属于中小地震,次数少,震感范围小。但矿产开采区发生的塌陷可能会造成冲击地压、瓦斯爆炸等次生灾害,也可能造成人员掩埋等危险,具有重大安全隐患。

水库诱发地震,是水库蓄水与天然构造环境交织下发生的地震。其成因复杂,包含的能量较大,震级可达6级以上,如1962年3月19日发生的广东新丰江水库6.1级地震。水库诱发地震不仅会对地表造成破坏,还可能直接影响到水库大坝的安全,进而威胁下游的生命财产安全。因此,在水库修建时,会做地震危险性评估并进行相应的抗震加固,大型水库周围通常会布设专门的地震台网,以便及时掌握库区的地震安全情况。

山体滑坡或崩塌引起的地震在非天然地震中占比很少,主要集中在我国西部山区,如:2017年6月24日的四川茂县山体滑坡、2018年10月10日的西藏江达山体滑坡等。由于滑坡体撞击地面引起的地面震动较弱,只有少数滑坡地震能被地震监测仪器记录到。滑坡对附近的居民、工程有重大安全威胁,但滑坡引起的地震一般不会造成破坏。

爆破、化学爆炸、核爆与人类活动密切相关。工业爆破引起的地震,广泛存在于矿产开采、工程修建场景中,所以此类活动通常是有计划地进行,并将炸药能量控制在安全范围内,因此,即使引发地震,震级都不大,基本不会引起破坏。

此外,在科学研究和矿产勘探中,经常会通过人工激发地震来获取地下结构信息。其中,化学爆炸引起的地震主要是由冲击波撞击地表造成,虽然对应的震级不大,但冲击波却会对地面物体产生巨大破坏,如2019年3月21日的江苏响水化工厂爆炸,震级虽然只有2.2级,但造成了78人遇难,酿成特大事故;核爆一般能量较大,震感明显,如2017年9月3日朝鲜核试验产生的6.3级地震,我国东北地区普遍有感。

由此可见,非天然地震种类多样,广泛存在于我们的生活中。一方面,有些非天然地震会给人民生命财产安全带来危害;另一方面,也可以为人类社会所用,为科学研究、矿产勘探、城市建设等提供必要条件。(作者单位:四川地震台)