人类活动会诱発地震嗎?

本文围绕「人类活动能否诱發地震」這個問題展开讨论,指出從能量角度和地震發生深度来看,人类活动诱發大地震的难度极大,但诱發地震的可能性确实存在。文中以水库诱發地震為典型案例,介绍了水库诱發地震的定義、相关实例、發生概率、最大震級和诱發原理等内容。

人类活动会诱発地震嗎?

地震是自然界巨大能量的瞬间释放。以1976年的唐山地震為例,一次里氏7.8級的地震所释放的能量,大約等同於數千顆原子彈爆炸所產生的能量。因此,从能量的角度来看,人类活动要诱发地震,特别是大地震,是非常困难的。地震大多發生在地下几千米、几十千米甚至上百千米的地方,而人类主要生活在地球表面,要通过地表的活动来改变地下岩石的受力状态,是非常困难的,颇有“撼树不如撼根”的意味。

不过,人类活动诱发地震的可能性是存在的,因为发生地震的断层总有破裂的时刻。如果人类活动引起的地壳应力场变化,正好是“压死骆驼的最后一根稻草”,那就有可能诱发地震。一个典型的例子就是水库诱发地震。水库诱发地震是指水库蓄水引起库区或邻区地震活动性明显升高的现象。最早的水库诱发地震研究是在1931年进行的,当时希腊的马拉松水库诱发了地震。中国的水库地震研究始于新丰江水库。1958年,中国在广东新丰江兴建大型水库,大坝建成后,库坝区就发生了许多小地震,随着水位的升高,地震也越來越強烈,并在1962年發生了里氏6.1級的地震,所幸之前已經采取了加固大坝的預防措施,水庫經受住了這次地震的考驗。不过,能诱发地震的水库只有少数,全世界已建成的水库有1万多座,仅有101座诱发了地震,最大震级为里氏6.4级。

水库蓄水诱发地震,直观的原因是蓄水改变了库底岩石的荷载,蓄水越高,库底岩层承受的压力越大。此外,水库使周围区域岩石的地下水位升高,降低了断层间的摩擦力,比蓄水前更容易发生滑动。总之,是水改变了断层原来的应力状态和介质的性质,从而改变了地震的活动性。蓄水量不大的水库诱发地震的可能性不高,即使诱发了地震,震级通常也较小,往往低于大坝的抗震强度,因此造成垮坝事故的可能性也很小。