詹姆斯球鞋系列:地震可以“人造”吗？ - 萝卜网 - 人人都是艺术家

日本东北9.0级大地震引发了严重的海啸，并夺走了上万人的生命。在这个地震愈发频繁的年代，人类活动是否也是诱发地震的原因？美国地球物理学家克里斯蒂安·克劳斯告诉记者：“人类在全球进行着许许多多大型的工程活动，例如采矿、水库蓄水等，对地球的影响浅至地表，深及地壳。”虽然地震学家们认为此次日本地震并不是人类活动所致，但地震与人类活动之间的关系仍然是一个经常引发争议的话题

进入21世纪第二个10年，全球地震频发。去年以来，海地、智利、中国青海、日本东北，全球发生了多次7级以上的强震。尤其是这次日本东北大地震，堪称百年不遇的9.0级超级强震。甚至有人认为，人类行为引发地震的可能性在增加。究竟是何原因引发了那么多大规模的地震？人类活动和行为在地震中又占据多大的因素？

砍伐森林和筑坝的后果

有一组数据：自从1964年的阿拉斯加8.5级地震以后，之后的四五十年里，全球没有发生过一次8.5级以上的地震。但2004年底印尼8.7级大地震之后的5年多时间里，全球发生了4次8.5级以上的强震。这是否意味着，目前地球处于一个地震活跃期？这与人类活动又有多大的关系呢？

美国地球物理学家克里斯蒂安·克劳斯告诉《周末画报》记者：“大多数地震都是自然过程引发的。但人类在全球进行着许许多多大型的工程活动，例如采矿、水库蓄水等，对地球的影响浅至地表，深及地壳。”他的意思很明确，人类活动，特别是大型的岩土工程，也会引发地震。而根据英国伦敦大学本菲尔德研究中心教授比尔·麦奎尔的研究，他认为滥砍滥伐也正在影响我们脚下的土地。

众所周知，地震最主要的因素是地壳运动。而麦奎尔教授的研究显示，森林对于地壳有一定的固定作用，可以稳定地质板块构造成分，减少地壳板块应力，降低陆地上的火山和地震等灾害的发生频率。

据研究，森林中的树木通过冠层截留雨水，并成为储备地下水。大面积的地下水储量可以平衡岩石圈相对于软流圈以下的地球内部的运动，能够对地壳运动起到稳定作用。而一旦大面积的森林遭遇砍伐，地下水就容易流失，导致基于容易发生塑性变形的软流圈上的硬壳状表层，包括地壳和上地幔顶部地质板块构造成分变化，进而导致地质板块结构变化以及地质板块应力变化，从而为地震发生创造了必要条件。因此，从此前一些科学家的研究来看，滥砍滥伐森林树木与地壳运动有着直接的关系。

“不仅仅是海洋和大气在对人类造成影响，我们脚下的地壳，也加入了影响人类生存的行列。”麦奎尔认为，“地球正在告诉我们滥砍森林的结果。越来越多的火山趋于活跃，这对于我们的大陆造成了冲击。而这一切，正是人类自身所引发的后果。”

与此同时，另一种关于人类活动引发地震的说法浮出了水面。美国《科学》杂志曾经刊文指出，人类建造大型水坝，可能引发地震。该杂志还特别举了一个例子：1967年印度发生的那起震级6.3级、致200人死亡的地震，就是印度的柯伊纳大坝拦截的水产生的应力造成的。克劳斯也曾经在美国地球物理协会年会上提出过自己的观点，他认为如果一个水坝蓄积起数亿吨水，那么对于地壳断裂带上方所产生的应力，可能高达天然地质运动所产生的应力的25倍！

在克劳斯看来，水库诱发地震主要是因为本就体积巨大的蓄水继续增加水压，在这种水压下让岩石裂隙和断裂面产生了润滑，最终使岩层和地壳内原有的地应力平衡状态被改变。他还举了一个例子—世界上最出名的水库诱发地震发生在1960年建成的意大利的韦奥特水库，水库开始蓄水后，地震开始直线上升，最终导致水库旁的山峰崩塌，3.5亿立方米的岩石崩入水库，形成高出坝顶110米的巨浪并导致溃坝，使下游村镇死亡2600人。

克劳斯甚至对中国的汶川地震也展开过研究。他认为，汶川地震是由于它处于龙门山断裂带上，但它在一定程度上也和紫坪铺水库有关。从2004年8月到2005年9月，库区就发生地震735次，其中最大震级为3.6级。不过克劳斯承认，目前的调查结果还无法对此加以明确的判断：“至于地震会不会是震中附近由于水的大量蓄积引起的重大变化而触发的，还需要科学依据。”

采矿也会引发地震

根据克劳斯的研究，人类在开采煤矿和石油的过程中，也会对地壳产生影响，从而诱发地震。

另有研究认为，矿藏的开发会引起地壳受力的变动，但是现在都采取了一定的措施来保证开发后的地区地壳的稳定，就是为了避免因为地壳的变动引发的灾难。在石油开采中，注水技术的应用，一是为了提高产量，二是为了填充因为石油开采后留下的空洞，尽量保证受力平衡。但是，有一些矿，并没有按照严格的受力平衡原理来进行操作。而且有研究发现，在石油开采的过程中，输入的钻井液与底层流体之间的压力不相等。这同样也会造成压力失衡，容易引发地震。

在钻井过程中，为了保持井壁内外压力平衡，必须一边钻井、一边灌进钻井液。如果事先判断地层压力正常，那么把清水作为钻井液就可以保持压力平衡，这时钻井对地层压力没有明显影响。但是，由于各种原因，地层流体压力经常高出上面所说的正常压力。这时候就需要使用密度不同的泥浆作为钻井液，来保持压力平衡。很多研究发现，钻井液会被直接灌到地下几千米，并且钻井过程中经常会出现大量钻井液漏失到地层的现象。

从现实来看，人类历史上并非没有因为钻井诱发地震的例子：1967年，美国科罗拉多州丹佛附近的洛基山的阿森纳，石油公司通过一口钻井向地下倾注钻井液，但不慎引发了5.5级地震，并引发了一系列小规模的余震。这也是迄今为止有记录的因为钻井引发的最大规模的地震之一。在这次地震以后，那里的油井就停止了继续往地下灌钻井液。

克劳斯负责的研究最终得出结论的，是1989年德国地震。当时，民主德国和联邦德国都在volkershausen采矿区采矿。1989年，这个采矿区发生了一次5.6级的地震，导致该地区80%的区域都遭到了破坏，进而引发了两个邻国的政治关系紧张了起来。它们互相指责对方应该为地震负责，“而我的观点是，它们双方都做了一些可能引发地震的事情。双方都因为采矿，导致岩层和地壳内原

有的地应力平衡状态被改变。”

现在也有一种说法，认为日本的地震是由于日本秘密进行核试验引发的。但目前没有证据证明日本进行了秘密核试验，而且一次核试验不可能引发如此强烈的地震，核爆炸的能量会迅速被地球表面所吸收，无法导致地震的发生。事实上，地震是整个地球的一个构造过程，远远超出一般人类的影响或控制范围。通常来说，纯粹由人类引发的地震，都是震级较低，规模较小的。而不可能引发像日本东北9.0级地震那样的超级大地震。就像克劳斯告诉记者的那样：“日本今年3月份发生的大地震，属于发生在俯冲带的地震，而不是人类诱发的。”

Q=《周末画报》 A=克里斯蒂安·克劳斯

克里斯蒂安·克劳斯博士：前哥伦比亚大学地质灾害研究员现在美国Think GeoHazards地震灾害研究机构担任资深研究科学家

Q：在日本发生“3·11”9.0级大地震后，许多人感觉地震越来越频繁了。他们认为，这可能跟人类的活动有关。您认为，人类会影响地震发生的频率吗？

A：日本今年3月份发生的大地震，属于发生在俯冲带的地震，而不是人类诱发的。地球上95%的地震都发生在环太平洋地震带，与人类的影响没有关系。与此同时，从全球范围来看，我也不认为人类的活动增加了地震活动。不过，话说回来，我们在全球进行着许许多多大型的工程活动，例如采矿、水库蓄水和油田注水。这些工程活动变得越来越大型，进行的速度也在日益加快，对地球的影响浅至地表，深及地壳。

Q：人类诱发的地震，会有多大的破坏力？

A：破坏力大的地震，一般都免不了会造成巨大的经济损失。原因很简单，因为人类把房子建在地震带上方了。不过，地震震级的大小并不总是与其破坏力成正比的。地震震级大，并不一定造成巨大的损失，反之亦然。以澳大利亚的纽卡斯尔为例，1989年，当地发生了一次采矿诱发的5.6级地震。跟日本刚刚发生的地震相比，那算是一次小地震。然而，那次地震造成的经济损失却相当于今日的50亿美元。造成巨大破坏的原因在于，纽卡斯尔这个城市就建在断裂带上方。

Q：地震学家们如何判断一次地震是否由人类活动诱发的？

A：举例说，在过去，他们会关注水库水位的变化。人为诱发的地震，必须发生在人类活动进行期间或之后。这是与时间密切相关的。还有一个条件则是与空间的相关性。这类地震，必须是发生在人类活动区域附近，也就是人们采矿或筑坝的地方。当然，并不是所有被人类采矿或筑坝的地方，都会发生人为诱发的地震。许多人忽视了具体的地质情况，没有认真考察那里是否有断裂带，构造应力来自哪个方向等等。只有把所有这些因素考虑在内，才能进行判断。然而，我们仍然不能100%地断定某次地震是否人为诱发，因为没有人能够待在地壳里面，时刻观察并测量着那里发生的变化。

Q：采矿及钻探等工程活动对于一个国家的经济具有重要的意义。我们能否做到，在继续这些活动的同时，减少或阻止人为诱发地震的发生？

A：首先得确定展开工程活动那些地区的地震风险，包括是否在断裂带上，历史上发生过的地震震级大小，未来发生地震的可能性有多大等。如果地震是发生在沙漠中，那它肯定不会造成人员伤亡，也不会有房屋倒塌。可是，因为我们都是住在房屋里面的，因此我们必须把房屋建造得足够安全。澳大利亚纽卡斯尔的问题在于，这个地方进行采矿的时间已经不止200年了，其间有过几次地震。这些地震造成了一定程度的破坏，但全都不及1989年的那一次。人们在断裂带上建了许多房子，为的是方便去他们工作的地方—矿场。就这样，纽卡斯尔逐渐地发展着，人口和房子越来越多，最终发生了一次造成巨大破坏的大地震。我还要指出的是，那些很容易发生人为诱发地震的地方，往往很少发生过地震。这些地方的断裂带，由于上百年或上千年都没有发生过地震，已经变得非常敏感，急需把能量释放出来。如果人们在这些地震带上方筑坝或采矿，会加速地震的发生。

Q：在您撰写的论文《人为诱发地震及其对人类安全的影响》中，您以冷战时期民主德国及联邦德国互相指责对方制造地震为例，来证明人为诱发地震不仅会造成经济上的损失，还有可能使国家之间陷入紧张的关系。在您看来，人为诱发地震的增加，会对国家安全造成怎样的影响？

A：我举了一个采矿区的例子，民主德国和联邦德国当时都在那个采矿区采矿，这持续了很长的时间。1989年，这个采矿区发生了一次5.6级的地震。两个邻国互相指责对方应该为地震负责，其中一方说，“你在那里采矿”，另一方也推卸说，“你向断裂带注入了盐水”。而我的观点是，它们双方都做了一些可能引发地震的事情。除了互相指责外，它们没有任何改变，生活在那个地区的人们可能会站起来反抗，因为这些工程活动还在继续着，极有可能引发一次足以摧毁整个地区的地震。

『周末画报』采访 华华 撰文 德克