青藏高原及附近地區(qū)地形示意圖
剛剛過(guò)去的8月8日和9日,在四川的九寨溝和新疆博爾塔拉州精河縣,連續(xù)發(fā)生兩次地震,震級(jí)分別為7.0級(jí)和6.6級(jí)。而在更早的時(shí)候,國(guó)內(nèi)還發(fā)生過(guò)2008年汶川8.0級(jí)地震、2010年玉樹(shù)7.1級(jí)地震、2013年蘆山7.0級(jí)地震等等。如果我們分析一下這些地震,就會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同點(diǎn),它們都發(fā)生在青藏高原周?chē)D敲矗嗖馗咴c地震之間到底有著怎么樣的聯(lián)系呢?
青藏高原由多個(gè)次級(jí)地塊多次碰撞拼合形成
6000萬(wàn)年之前我國(guó)大河向西流
說(shuō)起青藏高原形成的歷史,很多人自然而然地聯(lián)想到板塊的碰撞——亞歐板塊和印度板塊的碰撞形成了今天高聳的青藏高原。但是,青藏高原為什么這么大?如果只是兩個(gè)板塊相撞,不應(yīng)該是一條線嗎?怎么會(huì)是一片高原?要解釋這個(gè)問(wèn)題,就得從青藏高原的組成說(shuō)起了。
其實(shí),青藏高原并不是一個(gè)整體,而是由好幾個(gè)次一級(jí)的小塊體構(gòu)成的,從南向北依次為喜馬拉雅地塊、拉薩地塊、羌塘地塊、松潘-甘孜地塊、柴達(dá)木地塊和祁連山地塊等。這些地塊基本為東西走向,呈條帶狀,組成了我們熟悉的青藏高原。
我們所說(shuō)的印度板塊和亞歐板塊的碰撞,一般指的是在喜馬拉雅山兩側(cè)的撞擊,這次撞擊形成的喜馬拉雅山只是高原的一部分,并不是全部,而且發(fā)生的時(shí)間較晚,大約是在6000萬(wàn)年前才開(kāi)始的。在更早的時(shí)候,大約是5億年前,印度板塊與后來(lái)的亞歐板塊之間,有一系列比較小的大陸,分別就是上面我們列舉的那幾個(gè)次級(jí)的地塊,這些地塊之間隔著海洋。大約從5億年前開(kāi)始,靠近北部的這些小地塊(昆侖、祁連地塊等)就開(kāi)始了向北的匯聚,并逐漸拼合到后來(lái)的亞歐板塊上。接著,在2.5億年之后,隨著超大陸的裂解,印度板塊開(kāi)始從南長(zhǎng)途奔襲過(guò)來(lái),它們中間的其余小地塊也開(kāi)始了慢慢的拼合。在6000萬(wàn)年前的時(shí)候,印度板塊最終與亞歐板塊撞在一起,它們之間的海洋也最終消失。因而我們平常所說(shuō)的,印度板塊和亞歐板塊的碰撞形成了喜馬拉雅山和青藏高原,其實(shí)只說(shuō)對(duì)了一半,青藏高原是由多個(gè)次級(jí)地塊多次碰撞拼合才形成的。
值得一提的是,在6000萬(wàn)年之前,中國(guó)的西部還大都在海面以下,當(dāng)時(shí)的地勢(shì)是東高西低,大河向西流。隨著后面的撞擊的持續(xù),青藏高原地區(qū)才一點(diǎn)點(diǎn)地從一片洼地長(zhǎng)成今天的平均海拔超過(guò)4500米的高原。
高原的擴(kuò)張從未停止
印度板塊正以每年30多毫米的速度向北移動(dòng)
青藏高原作為世界上面積最大的高原,實(shí)際上并不是一開(kāi)始就是這樣。幾千萬(wàn)年以來(lái),青藏高原不僅在高度上不斷生長(zhǎng),而且在水平方向上也沒(méi)有放棄擴(kuò)張。
如果你去擠壓一塊橡皮泥,在擠壓的方向上橡皮泥會(huì)縮短,兩側(cè)會(huì)被擠出。對(duì)于青藏高原來(lái)說(shuō),也有類(lèi)似的效應(yīng)。來(lái)自南方的力量一直往北壓去,但是北方也存在同樣堅(jiān)硬的地塊,比如華北板塊、塔里木板塊等。在這些堅(jiān)硬板塊的阻擋下,青藏高原內(nèi)部的物質(zhì)開(kāi)始向兩側(cè)運(yùn)動(dòng)。
利用GPS數(shù)據(jù)對(duì)青藏高原及喜馬拉雅山兩側(cè)板塊運(yùn)動(dòng)的研究發(fā)現(xiàn),印度板塊目前正以每年30多毫米的速度向北移動(dòng)。越過(guò)喜馬拉雅山后,這個(gè)速度下降了一半。消失的那部分速度分量被喜馬拉雅山吸收而升高,余下的一半則繼續(xù)推擠著高原向北運(yùn)動(dòng)。這一半又有一部分被高原內(nèi)部的變形吸收,另外一部分則在高原的中部逐漸轉(zhuǎn)向,分別向東和向西走去。
當(dāng)然,高原擴(kuò)張領(lǐng)地的過(guò)程也不是一帆風(fēng)順,因?yàn)楦咴乃闹芡瑯右彩谴箨懀膊粫?huì)輕易讓步。所以在不斷的擠壓過(guò)程中,高原周邊原本平坦的陸地也就逐漸變成了高山峻嶺區(qū)。
一些研究者把四川盆地西北部的主要海拔在5000-6000米的山峰和河流的分水嶺做了連線,發(fā)現(xiàn)這些連線可以組成一個(gè)平面,且平面形成的時(shí)候海拔可能在500-1000米左右。這說(shuō)明在早些時(shí)候,這些地方是一片平整的陸地,由于高原的擴(kuò)張而被抬高,并被河流切割成為一道道山嶺和一座座山峰。
而在四川盆地的兩側(cè),由于沒(méi)有堅(jiān)硬地塊的阻擋,來(lái)自高原的物質(zhì)得以從盆地兩邊溜走。如果我們翻開(kāi)地圖,看一下云南以及東南亞地區(qū)的地形,就會(huì)發(fā)現(xiàn)有許多很深的南北向的峽谷,這就是被印度板塊擠出的小型塊體向南移動(dòng)的過(guò)程中形成的。而在四川盆地的北邊,即甘肅東部、寧夏等地,則形成了六盤(pán)山等山脈及一系列的斷層。
地震是高原擴(kuò)張的腳步
一次汶川地震才能把地殼抬高六七米
正如羅馬不是一天建成的,這些山脈也不是一下子就升這么高的。這許許多多海拔數(shù)千米的高山都是一次次地震造成的,像汶川地震那么大的一次地震才能把地殼抬高六七米,一座4000米的高峰必定經(jīng)歷過(guò)大大小小數(shù)不清的地震。每一次地震都意味著高原的發(fā)展又前進(jìn)了一步。
正面青藏高原的阿爾金山和河西走廊,恰位于高原的腳下,歷史上亦飽受地震之苦。比如在河西走廊,1932年酒泉昌馬發(fā)生7.6級(jí)地震,約7萬(wàn)人遇難;1927年武威古浪縣發(fā)生8級(jí)大地震,死亡4萬(wàn)多人。
進(jìn)入甘肅的東部和寧夏、陜西地區(qū),以及云南、中南半島,雖然離青藏高原已經(jīng)有了比較遠(yuǎn)的距離,但依然沒(méi)有逃出它的“勢(shì)力范圍”。由于四川盆地的阻擋,青藏高原外流的物質(zhì)從它兩側(cè)分叉前進(jìn),給這些地區(qū)帶來(lái)了巨大的災(zāi)害。在陜甘寧三省區(qū),歷史上發(fā)生過(guò)多次強(qiáng)震:1739年平羅發(fā)生8級(jí)地震,死亡5萬(wàn)余人;1556年在西安東部的華縣發(fā)生8級(jí)地震,據(jù)震后統(tǒng)計(jì),死亡約83萬(wàn)人,并重創(chuàng)西安,小雁塔的塔頂被震落,這可能是人類(lèi)歷史上死亡人數(shù)最多的一次地震。而在云南,地震同樣頻繁,比如在1988年云南南部的瀾滄-耿馬地區(qū)連續(xù)發(fā)生7.6、7.2級(jí)兩次地震,傷亡慘重。在1996年,麗江發(fā)生7級(jí)地震,麗江古城遭受重創(chuàng)。
而且,來(lái)自印度板塊的影響不僅限于高原及其周邊,它還有隔山打牛的功夫。新疆天山,原本是一條古老的造山帶,活動(dòng)性已經(jīng)比較微弱了,照理說(shuō)青藏高原并不應(yīng)該影響到它。但是,天山南部的塔里木板塊實(shí)在是太過(guò)堅(jiān)硬,來(lái)自高原的力量就傳到了較為軟弱的天山身上,使得原本已經(jīng)比較穩(wěn)定的天山發(fā)生了活化,天山地區(qū)發(fā)育了大量的斷裂構(gòu)造,地震頻發(fā),山脈再次隆盛,這被稱(chēng)作高原的遠(yuǎn)程效應(yīng)。8月9日,發(fā)生在新疆博爾塔拉州精河縣的6.6級(jí)地震就是天山構(gòu)造活躍的證據(jù)。而在20世紀(jì)的上半葉,新疆也多次發(fā)生破壞性強(qiáng)震,比如1902年的喀什阿圖什城8級(jí)大地震,1906年的瑪納斯縣7.7級(jí)大地震等。
可以說(shuō),青藏高原是整個(gè)中國(guó)中、西部地質(zhì)運(yùn)動(dòng)的“發(fā)動(dòng)機(jī)”,來(lái)自印度板塊的力量源源不斷地輸送到高原,再由高原傳遞到中國(guó)內(nèi)部,帶來(lái)了一次又一次慘痛的地震災(zāi)害。在將來(lái),地震仍會(huì)像現(xiàn)在這樣不期而至,我們要做的,就是時(shí)刻做好準(zhǔn)備,降低地震帶來(lái)的損失。
延伸閱讀
九寨溝地震和汶川地震有關(guān)嗎?
前幾年的汶川地震和蘆山地震不是已經(jīng)釋放應(yīng)力了嗎,為什么還有地震?我們現(xiàn)在就來(lái)看看這兩次地震有什么關(guān)系,四川又因?yàn)槭裁礃拥臉?gòu)造使得它地震頻發(fā)。
其實(shí),從大的背景來(lái)分析,汶川地震和九寨溝地震都是高原向四周擴(kuò)張與周?chē)貕K發(fā)生擠壓作用的結(jié)果。但從細(xì)節(jié)上又有很大的不同。
2008年的汶川地震發(fā)生在龍門(mén)山斷裂帶上,這是青藏高原和四川盆地相互作用的最前沿。龍門(mén)山斷裂帶整體走向是東北-西南向,而且是一條逆斷層,從高原向盆地逆沖。而本次九寨溝地震,震中并不在龍門(mén)山斷裂帶上,而是在它的北方。發(fā)生的九寨溝地震的斷層走向?yàn)槲鞅?東南向,可能是虎牙斷裂,與龍門(mén)山斷裂帶近乎垂直。而且,這是一條走滑斷層,即斷層的兩邊在水平方向上反方向滑動(dòng)。所以,兩次地震并沒(méi)有太大的關(guān)系,是兩次獨(dú)立的地震。
我們從上面的分析不難發(fā)現(xiàn),兩次地震發(fā)生在不同的斷裂帶上,汶川地震只是釋放了龍門(mén)山斷裂帶上的應(yīng)力,但對(duì)九寨溝地震所在的斷層影響并不大。而在四川,類(lèi)似的斷層還有很多條,比如甘孜州的鮮水河-安寧河斷裂、阿壩州北部的塔藏?cái)嗔选⑽鞑康凝埲諌螖嗔选⒈敬蔚卣鸬幕⒀罃嗔岩约把蒯航共嫉尼航瓟嗔选_@些都是非常活躍的斷裂,歷史上都發(fā)生過(guò)巨大的地震。而且,這些斷裂還控制了許多的次級(jí)斷裂,會(huì)發(fā)生很多中等強(qiáng)度的地震。這就是為什么四川一直多地震的原因。