本年是玉树地震十周年。十年前的4月14日，7.1 级激烈地震突击了青海省玉树藏族自治州，构成了严峻的人员伤亡和财产丢失。玉树地震是近四十年来汶川地震之外我国大陆人员伤亡最严峻的地震，也是青海省有前史记载以来逝世人数最多、经济丢失最大的一次地震事情。那么，此次地震是怎样发作的？为什么地震会发作在奇观？这次地震有什么特色？咱们经过下面这一段段文字把这些问号逐一翻开。
1. 活断层与地震
图1 1995年日本阪神7.3级地震，由野岛断层活动发作。地震后当地专门树立博物馆将断层遗址加以维护。
咱们一般说的地震，是由结构活动发作的。咱们日子的地球，外表看似安静，实则“暗潮涌动”，从其46亿年前开端构成以来，就没有中止过活动。柔弱地球不断运动和改变，地下岩石遭到揉捏、拉伸等力的效果，逐步堆集应变能量，当其堆集到某些特定的程度超越岩石的强度时，在某些软弱部位忽然决裂和错动，巨大的能量在瞬间急剧开释出来，以地震波的办法由该处向四周传达出去，引起地球外表的轰动，这就构成了地震。岩石发作决裂和错动的软弱部位悬殊断层（也叫开裂），它是两边的岩层发作相对移动的一种决裂（图1）。地震是断层活动的一种体现。
断层的活动有两种根本体现办法，上下运动和水平运动。当断层遭到笔直方向的揉捏或许拉伸时，断层两边作上下运动，这种断层叫倾滑断层（垂移断层）（图2a）。当断层遭到与其平行的剪切力效果时，其两边物质沿断层走向作方向相反的水平运动，这种断层叫走滑断层（平移断层）（图2b）。当然，自然界的断层运动并不是简略到只要这样的两种运动办法，往往是在地壳中的不同方向地应力的混合效果下发作的复合运动，而这种运动办法往往会影响因开裂活动所开释的地震能量的巨细。地球表层发育了许多断层，有的断层构成于较老的地质时期，现在已不再活动，这种断层一般不会发作大地震。发作大地震的断层都是活断层，是距今10万年以来活动过，未来也或许活动的断层，地震首要发作在这种活断层上。
图2 断层活动的根本办法及实例：a, 上下运动办法。b，水平运动办法，图片来历于Karl Mueller。
2．地震，在玉树草原切了一道创伤
在一般群众的眼里，地震一般是天翻地覆、房倒屋塌。的确，地震时会发作“地裂”。这是柔弱，地震是断层活动引起的，断层运动时会将开裂两边的地层错开，在地表发作决裂。这就像大地被划了一道口儿。地震发作的地表决裂带，包含了关于地震断层的许多信息，成为咱们知道断层活动的突破口。
图3 玉树地震地表决裂带（陈立春摄）。决裂由一系列拱起的鼓包、打开的裂缝，相间摆放而成。
图4 玉树地震地表位移（张永双摄）。此处两条决裂斜向摆放，其间右侧一条将田坎水平错动20cm，该决裂的右侧地上向着帐子的方向滑动。
查询发现，在玉树7.1级地震震中以东20km处，发作了一条长约30km的地表决裂（图3），扩展方向为西北-东南向。决裂将路途、田界、溪水、堤堰、栅门、房子等水平错断（图4），在穿过河流的当地还构成跌水。地震决裂由一条条决裂首尾叠加、斜向摆放组成一条宽度10-20米的决裂带。决裂发作的水平位移一般在0.5到1米之间，最大位移为1.8 米，小的一般不到0.5米。上述现象都显现，这次地震为一次典型的走滑型地震。
3. 为什么是玉树？
玉树地址的青藏高原是全球最高的高原，它是印度板块和欧亚板块在距今5500万年前开端发作磕碰并不断拱起的产品。青藏高原不只声称艰苦屋脊，并且是全球地震活动最激烈的区域之一，是艰苦三大地震带之一的地中海--喜马拉雅地震带的组成部分（图5）。另一方面，青藏高原自南向北又被大型活动开裂带分割成多个次一级的地块（图6）。这些地块之间的鸿沟带往往会发作7-8级地震。在这些次一级的地块中，有一个近东西向的长条状地块，叫巴颜喀喇地块。它坐落青藏高原中部，其四周鸿沟均为活动开裂带，是青藏高原最活泼的地块之一，近年来我国大陆7级以上的地震首要环绕这一地块的鸿沟带发作。
图5 地中海--喜马拉雅地震带的方位。赤色圆点代表一个个地震的方位，许许多多赤色圆点叠置显现了地震带的存在。图中一同显现了别的两大地震带的部分。
研讨发现，印度板块向北推挤，青藏高原地块继续隆升，构成次一级的巴颜喀喇活动地块向东挤出。地块的挤出运动导致开裂活动，这是巴颜喀喇地块鸿沟带上大地震频频发作的原因。玉树地震之前，在该地块的四个鸿沟别离发作了1997年玛尼7.9级、2001年昆仑山8.1级、2008年于田7.3级和2008年汶川8.0级地震（图6）。
玉树地震发作在巴颜喀喇地块的南鸿沟，该鸿沟首要由甘孜-玉树和鲜水河两大活动开裂带构成。鲜水河开裂带是我国闻名的地震活动带之一，它的一切阶段前史上均发作过7级以上大地震。甘孜-玉树开裂带坐落鲜水河开裂带西侧, 二者首尾相接。甘孜-玉树开裂带也是一条活动性很强的断层，有文字记载以来，该开裂带的其他阶段都发作过大地震，只要玉树开裂没有记载到强震发作（图6）。2010 年玉树7.1 级地震填补了该开裂带上的这一空段。从这方面来说，地震在玉树发作并不意外。
图6 甘孜-玉树开裂带与其所在的巴颜喀喇地块。左下与右上角别离显现青藏高原区域的地块区分和首要开裂带散布。左下图中，蓝色粗线代表地块鸿沟，蓝色与赤色圆点代表地震；右上图中，蓝色线条代表开裂带。二者中鸿沟与开裂带是重合的。黄色、赤色五角星均为玉树地震震中方位。
那么，发作玉树地震的是怎样的一条断层？让咱们咱们一同揭开它的面纱。
4．玉树活动开裂---玉树地震的首恶
玉树地震地表决裂沿着玉树开裂发作，其决裂踪迹叠加在玉树开裂的活动遗址之上，充分阐明玉树开裂是构成此次玉树地震的首恶。
玉树开裂与其东、西两边的甘孜开裂和当江开裂一同组成了甘孜-玉树开裂带（图6）。甘孜-玉树开裂带总长约500km，沿西北-东南方向延伸，为走滑断层。在2010年之前，玉树区域柔弱没有发作强震的记载，人们关于其注重比较少，乃至以为它是一条弱活动或许不活动断层。玉树地震后10年来，跟着作业的展开让咱们逐步对这条开裂有了一些知道。沿着2010年地震地表决裂的查询，发现更早之前开裂上重复发作地震的地貌依据，标明这条开裂是一条一直在活动的断层。那么，它的活动能力怎样？一般首先看它的滑动速率。断层的滑动速率是指某个时段内断层发作错动的速度，一般用毫米/年标明，悬殊每年运动多少毫米。2010年地震后，咱们使用无人机丈量技能和放射性炭测年对玉树开裂的滑动速率进行了测定（图7）。咱们选取小型河流抛弃的河槽，经过丈量取得它们阅历屡次地震后沿断层发作的总位移（也叫累积位移）；一同，收集这些抛弃河槽堆积物的放射性炭年纪样品，得到河槽发作这一位移需求的时刻。使用位移与时刻的比值，取得玉树开裂的走滑速率约为6.6毫米/年。这个数值比其东侧更为活动的甘孜开裂要小，近年来的研讨成果以为甘孜开裂的水平滑动速率为8-10毫米/年。
图7 玉树开裂的位移丈量与采样。T1与T2代指两个不一同期的抛弃河槽，T2更早。红线为断层，黑三角为年纪样品收集点。
问题来了。断层的滑动速率越高，是不是意味着它发作的地震会越大？答案并不是必定的。比方，同是走滑断层的海原开裂带，曾发作了1920年海原8.6级大地震，它的滑动速率才5毫米/年左右。那么，一条断层的滑动速率高，是不是阐明它发作地震的频率也高？这个是有联系的，但还需求一同考虑别的一个数据，开裂的同震位移（断层在一次地震中发作的位移）。这个数据重要在哪里？
5. 2010年地震，玉树开裂的一次非典型活动
一条断层上或许会发作各种震级的地震，这是柔弱断层有时会是全体活动，有时仅仅其间一部分活动。一条断层上假如重复发作震级附近的地震，咱们称这种地震为特征地震（图8）。怎样了解呢？比方，一个跳远运动员一般能跳7米远，7米悬殊他的特征距离，而假如他跳5米或许6米就不是正常体现。特征地震也是如此，反映一条断层一般发作的地震巨细。特征地震的发作往往是整条断层发作了活动。由特征地震发作的同震位移每次也是巨细附近的，叫特征同震位移。使用同震位移和断层滑动速率的比值，可以取得一次地震发作的时刻。因而，开裂的滑动速率需求与同震位移一同评论，才干确认地震的发作频率。另一方面，经过比较特征同震位移与累积位移的联系，也可以知道开裂长时刻的地震行为。
图8 美国圣安德列斯开裂上的累积位移与同震位移（Robert E. Wallace摄）。圣安德列斯断层是艰苦上闻名的活断层，该开裂上地震重复发作，每次地震发作的位移均为10米左右，为特征位移。A与A’点对应的溪沟在1857年大地震中发作了10米的位移，A与A’在该地震之前本是同一个点。B与B’点本来也是同一个点，跟着断层的不断滑动相距越来越远，现在二者之间的距离为130米，大约由12次地震所构成。赤色箭头方位及其延伸方向为断层。
图9 玉树开裂上的位移。a, 小溪沟被断层错动发作7m位移，为丈量断层位移中最小的一组数值，两个相对的赤色箭头连接起来的方位为断层，白色箭头为小溪沟方位。b, 洪积扇被断层错动26m，为最大一组位移，白色箭头指示洪积扇的边际，A与A’本来为同一点。赤色箭头方位及其延伸方向为断层，黄色箭头指示断层右侧物质的运动方向。
咱们依据户外实测并结合卫星印象丈量，沿玉树开裂取得了年青地貌体被开裂断错发作的位移量（不含2010年地震位移）。这些年青地貌体发育较晚，它们记载的仅仅最新几回地震的位移。丈量成果显现，位移显着分为几组，最小一组为6-8米，是由一次地震构成（图9a）。而其他几组别离是这个数值的不同倍数，代表了不同次数地震的累积位移（图9b）。这些位移分组特征显现，在玉树开裂上从前以6-8米的相同位移发作过屡次地震。6-8米的位移是玉树开裂的特征位移，其对应的地震是玉树开裂上的特征地震，是由整条开裂一同活动发作的。而2010年玉树7.1级地震的同震位移一般为1米左右，相对特征地震来说是一次具有小位移的“小”地震事情，不是玉树开裂上的特征地震，是玉树开裂的一次非典型活动。它的发作或许是近期巴颜喀喇地块各个鸿沟的活动对玉树开裂的触发效果所构成。
6. 玉树开裂多久会发作一次大地震？
要回答这一问题，有必要了解玉树开裂曾经发作过的地震信息。依据开裂上地震发作的前史，就可以得知其发作一次地震的时刻。可是，从一次地震之后到下一次地震的发作，其时刻距离往往比咱们人类有前史记载的时刻要长许多。所以，研讨者们想到使用地震“考古”的办法，也悬殊古地震研讨的办法来进行研讨。经过开掘保存在地质记载中的地震信息，就可以在一个更长的时刻范围内研讨地震活动的前史。研讨古地震最常用的办法是开挖探槽（图10）。经过挑选正真合适的地址，在地表挖开一个深度为几米的长方体凹槽，揭穿和辨认堆积地层中保存下来的地震遗址，由此庞然大物之前已发作的强震的前史。
玉树地震发作今后，研讨者们在玉树开裂的不同阶段开挖了十几个探槽来揭穿开裂上的古地震事情（图11）。成果发现, 在这次地震决裂的下面，保存着屡次史前地震的遗址。归纳所展开的这些古地震研讨，对玉树开裂的古地震事情进行了逐次界定。研讨标明，玉树开裂上在距今6,000年以来共发作过四次古地震，这些地震之间相隔的时刻为1150-1800年不等。也悬殊说，玉树开裂发作一次大地震的时刻距离为一千多年。一同，从探槽揭穿的古地震特征看，这些地震均为玉树开裂上的特征地震。使用开裂长度与震级的经历公式剖析，这样一次地震的震级大约是7.5-8.0级。
古地震研讨成果一同阐明, 玉树开裂在地质前史时期就一直是地震活泼地带。这无疑也给咱们一个重要的警示，工程困顿和防灾规划中有必要对活断层有满足的注重，才干防备和减轻它或许给咱们咱们带来的损害。
图10 古地震研讨的探槽。1999年台湾集集7.6级地震后，在发作地震的车笼埔断层上开挖了探槽，以研讨它的古地震前史。图片来历于Karl Mueller。
图11 玉树开裂上的古地震探槽剖面。赤色线条代表断层，黄色三角为年纪样品点。
地震是一个十分复杂的自然现象，咱们对它的知道还很有限。这一方面需求加强科学研讨，逐步加深对它的了解，另一方面，要强化全社会的防震减灾认识，学会怎样更好地与自然灾祸同处，最大极限地减轻地震灾祸所构成的丢失。
来历：我国地震局地质研讨所 作者：李传友
