【热门】中国为什么地震频发？

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中国是一个因地震而荒废的国家。

20世纪以来，全球死亡人数前10位的大地震中，有3场发生在中国，分别是1920年甘肃海原(现宁夏)的大地震，造成27.3万人死亡。 1976年河北唐山大地震，造成24.3万人死亡2008年四川汶川大地震，死亡和失踪8.7万人。 他们使中国成为20世纪以来地震死亡人数最多的国家[1-4]。

20世纪以来死亡人数最多的前10场地震| 2004年印度尼西亚苏门答腊大地震的死伤者主要是海啸造成的。 制图@陈随/行星科学评论

根据史料，一次死亡人数最多的地震也在中国发生。 明嘉靖三十四年壬寅月(公历1556年1月)、陕西华县(现在的陕西省渭南市华州区)发生大地震，据《明史本纪第十八世宗二》记载，“山西、陕西、河南大地震、河、魏溢、死者八十三万有奇”，这个数字中

地震死伤极大是因为中国人口多吗？ 这是重要的理由，但不是决策的理由。 实际上，中国也是地震频繁的国家，中国陆地疆域发生的地震数量实际上占全世界陆地地震总数的33%左右[1]。 与此相对，中国陆地国土面积只占世界陆地面积的6.7%，现代人口只占世界人口的17.9%。

为什么让中国成为陆地地震非常频繁？ 简单来说，是“大型板块追尾现场”和“大型陆地解体现场”带来的结果，是推出的西部地震和上拉的东部地震共同作用的结果。

每年的5月12日是中国的防灾减灾日，是为了纪念在汶川地震中死亡的同胞而设立的日子。 而且，今年也是20世纪世界上单次杀伤人口最多的海洋大地震发生后的第100年，选择去年的防灾减灾日稍微了解一下我们脚下的这片土地，也许是个好方法。

512汶川地震回旋口中学遗迹|位于老映秀镇的地震遗迹，永远固定在2008年5月12日14点28分04秒。 图源@vcg

01

“碎盘子”上的中国

回顾中学的地理，现代世界大致可以分为六个板块。 中国位于亚洲板块的东部，东临太平洋板块，西南与印度洋板块相连。

中学地理书中常见的六个板块划分方案|六个板块是常见的现代板块划分方案，但非常粗糙。 图源@51wendang

板块与板块相接的地区被称为“板块边界”，这里是岩石相互摩擦的地方，分布着海沟带、造山带、洋中脊等地质运动活跃的地区，是火山和地震活动较多的地区。 为什么中国的地震很多？ 最简单的答案是这块土地靠近太平洋-亚洲板块边界和亚洲-印度洋板块边界。

三个板块边界图像和板块运动图像|图源@encyclopædia britannica /大不列颠百科全书( Britannica/Science/Plate-Boundary )

但是，不足以说明中国陆地地震频繁发生的理由。 即使提高板块的分割精度，从6块变成15块后，中国内陆的腹地同样离那两个现代板块的边界非常远。 同样，北美洲东部、非洲东部、澳大利亚西部、亚洲东部其他地区地震频发，无法解释灾害严重的原因。

从世界陆上地震灾害和现代板块边界的关系|图可以看出，世界上地震灾害风险大的地区很多，与现代板块边界没有明显的关系，中国的陆上地震就是一个例子。 制图@陈随&； 陈志浩/行星科学评论

我们必须在时间长的河里寻找答案。 中国广阔的国土从地球诞生之日开始就不是浑然一体的，而是“拼凑的碎片”。 所谓的分久必合，合久必分，正是因为多个大小不同的古板被集散分离，最终从几十亿年的“满天星”的小板转化为现代的几个大板。 比如，大家熟悉的“泛古陆/盘古大陆”也是从几个大的古代板块合并而成的。

年世界5.4亿年来的板块运动视频全长6分半钟，体现了寒武纪以来的板块运动、古环境面貌和冰期格局。 视频源@christopher r. scotese [5]

板块是比较稳定的岩石圈块，由密度低的大陆地壳和密度高的大洋地壳共同构成。 在板块碰撞的过程中，大洋地壳的大部分从俯冲带进入地球内部进行“回火再铸”，低密度的陆地被合并为一个，这些板块合并后留下的陆地区域被称为陆地块。

板块碰撞过程示意图|在板块碰撞过程中，沉重的洋壳大多沉入地球内部，陆壳被整合，称为陆块。 图源@encyclopædia britannica /大不列颠百科全书

高度概括来说，中国的陆地区域主要由四大洲块、六大造山系和五个对接带组成。 这些是一些古代板块碰撞合并而成的，正因为这些旧陆地单元之间躺着，这块土地才受到地震的破坏[6-8]。 。

这些四大洲块分别是扬子陆块、塔里木陆块、华北陆块和位于藏南地区的印度陆块(局部)。 这些陆块本身也是由几个更小的微小区域连接而成的，但由于连接的年代非常古老，所以强调了从6亿年前到现在的整体运动。

中国大地构造划分(一级)示意图|中国陆地区域可分为16个大地构造单位。 制图@陈随&； 陈志浩/行星科学评论

陆块和陆块之间夹着大小不同的微小陆块、岛、火山岛的链碎片。 这些最终完全粘贴在陆块上，最后文芳阁变形，产生规模大的山脉，因为要建立山系。

喜马拉雅山脉是印度板块和亚洲板块相撞，海封闭的造山系。 这是离我们最近的主要海洋封闭，以前横跨南北半球的蒂斯洋现在被封闭在剩下的地中海。

蒂斯洋关闭过程|蒂斯洋是中生代存在的古代大洋，随着非洲-欧洲冲突和印度-亚洲冲突而消失。 参考底图@christopher scotese [9]，制图@行星研究所

这些造山连接形成的年代太久的话，曾经的山脉经过长期的风化消失了，很难找到痕迹，只留下特定种类的岩石，记录了曾经属于海洋的历史。 这时，人们称之为对接带。 海洋消失了，只剩下陆块对接的痕迹。 已经没有当年山系的雄伟。

在中国北方，象征古亚西洋消失的锡兰林坞带由大兴安岭南部和内蒙古高原东部的群山组成，现在的地形是连绵的低山和丘陵，没有云般的山峰。 谁能想象华北陆块和西伯利亚陆块东南部在这里激烈冲突，整个海洋被埋葬了呢？ 巍峨的群山，现在英雄已经落后了[10]。

内蒙古赤峰市克什克腾旗群山|从内蒙古东部到大兴安岭南部，埋藏着古代的海洋。 曾经高耸的造山带，现在只有低山。 图源@vcg

从地震风险大的地区和造山系的关系可以看出，中国陆上地震高发区具有明显的东西区分性，几乎以贺兰山-龙门山-横断山为界，与我国一级地形楼梯的分界线东段高度重合。

以中国地震灾害风险分布图|贺兰山-龙门山-横断山为界，中国地震风险大的地区分为东西两部分。 图中的颜色块表示地震振幅峰值加速度值，该值表示地震引起的地震振幅的最大加速度，可以表示潜在的地震灾害风险。 制图@陈随&； 陈志浩/行星科学评论

在分界线的两侧，中国东西部地震高风险区的成因各不相同，对人类生命财产的威胁也不同。 西部地震高风险区连片性强，主要位于塔里木陆块南北两侧、青藏高原地区所在的许多造山系和对接带内。 东部地震高风险区域总体较小，比较孤立，位于华北陆块内部(台湾省位于现代亚洲板块与菲律宾板块碰撞的位置，属于地震活跃的现代板块边界，但本文不在现代板块边界“板块

用最提取的词语分别概括的话，也许可以用“连续追尾”和“陆地解体”来形容。

02

“连续追尾”的中国西部——挤出的地震

是什么多发了中国西部的地震？ 背后的黑手党躲在世界之巅，珠穆朗玛峰。

距今6500万年以来，印度板块以迅速堵住耳朵的势头撞击了亚洲板块的胸部，这次冲突如此激烈，整个东亚都因其威力而颤抖。 但是，在印度板块最终碰撞之前，这里发生了塔里木板块和哈萨克斯坦板块在约3亿3，000万年前(石炭纪初期)碰撞的一系列板块碰撞[11]。

这次冲突形成了天山1.0版，可能和今天的样子相似。 至少在距今2亿5千万年~2亿年前的三叠纪，古天山还是大规模的大山[12]，但天山1.0版正在风化，进入侏罗纪时，这里只剩下一点缓丘陵、河、湖，呈现平原般的夷平景观，现在的高山

眺望东天山的夷平面|天山山脉具有明显的“楼梯”特征。 不同位置的山体一般是相似的海拔，互连一条线，高一级。 因为在地质学的历史中夷平，重新形成了山脉。 曾经的夷平面随着南北推而逐渐上升到不同的高度。 摄影师@常力

塔里木陆块东南有一系列属于青藏高原范畴的造山系和对接带。 这些由越来越多的微小二次地块构成，在印度板块从南半球出发前的1亿年或2亿年间，与亚洲板块相撞，高原上留下了古代指示连山、古巴颜喀拉山、古冈底斯山等各自的痕迹。 然后印度板块来了，从南半球飞出来了。

这是离我们最近的大板块冲突。 印度板块就像高速行驶的重装卡车，冲进了构成中国西部的许多微小区域。 是一堆追尾的小汽车。 能量从南到北，向东层层传播，激活构成陆块、造山系、对接带的多个小单元。

印度陆地块至今仍具有30-50mm/年的北进速度[28]。 即使珠峰向蓝天增长，珠峰也以每年4.2厘米的速度向长春方向运动[13]，使中国西部所有的岩石块一起运动。

印度陆块及中国陆地各地区每年的相对运动示意图|箭头的长度显示了运动速度的差异，图中可以看出印度陆块对中国陆地的运动态势有显着的影响。 图源@文献[14]

但是，岩块之间的断层提供了巨大的摩擦力，运动的趋势转换为断层中蓄积的能量，如果能量足够大，就能打破摩擦力的束缚，大地震是不可避免的。

几百、几万年来积累的运动倾向突然爆发的话，瞬间会产生几米到几十米的偏差。 汶川地震后的调查中，地表落差达数米的陡坡很常见。 这是通过断层的迅速运动释放板块运动积累的能量后留下的地表破裂[15]。

汶川大地震引起的映秀北川地表破裂带特征| a :映秀镇路面上升3m； b :虹口乡八角庙的破裂面。 c :深溪沟村的破裂面被抬起约3.2m。 d :高原村一带的地表破裂。 e :太鼓镇一带的河床高度约为2.6m。 图源@文献[15]

大浪的力量在不同级别的划分单元之间横向碰撞，这在广大的中国西部造成了巨大的地震多发带。 幸运的是，西部地区地震频发，但那里人口密度不高，除了靠近东部边缘的地方，许多西北深处的地震没有带来毁灭性的结果，对人类和社会经济的冲击通常很小。

2001年，青海昆仑山口发生了8.1级地震。 这是21世纪以来中国发生的震级最大的地震。 但是，这次地震的震源地在无人区，只有两名参与青藏铁路建设的工人受了轻伤，没有出现死者。

昆仑山口大地震纪念碑|这场8.1级地震没有造成死者，不得不说非常幸运。 图源@cea-igp.ac

但是，分布在华北陆块内部的地震带是另一种情况。 这里人口密集，城镇林立，发生地震时死伤惨重。 历史上造成数十万人死亡的毁灭性地震多发生在这里，如关中大地震、海原大地震、唐山大地震等。 使华北不稳定的力量与引起西部地震的原因不同。

03

“陆地解体”的中国东部——提升的地震

在中国东部地区的北方，几个主要的地震风险区域在地图上排列成接近“四”字的形状。

以中国地震灾害风险分布图|贺兰山-龙门山-横断山为界，中国地震风险大的地区分为东西两部分。 图中的颜色块表示地震振幅峰值加速度值，该值表示地震引起的地震振幅的最大加速度，可以表示潜在的地震灾害风险。 台湾省的地震位于现代板块边界，本文不讨论。 制图@陈随&； 陈志浩/行星科学评论

除了位于现代板块边界的台湾省，中国东部的第一地震带是郑禄大断裂。 这是亚洲大陆东部的重要大断裂，南端从长江边的湖北省武穴市开始，向北延伸到俄罗斯国内，全长超过3500公里，国内长度超过2400公里。 庐裂带沿线，历史上发生了几场大地震，对人们的威胁很大。

庐断裂带分布示意图|图中红线所示的巨大断裂带为郯庐大断裂。 南至湖北武穴，北至亚洲大陆边缘，可能入海。 图源@文献[16]

此外，华北地区其他地震带分布在银川盆地、河套盆地、山西汾渭裂谷、关中盆地和太行山沿线地区，绕鄂尔多斯高原和黄土高原(下图鄂尔多斯地块)一周，占据中国北方的精华之地，历史上多次发生重大地震，人们生命财产安全

鄂尔多斯地块周围的断陷盆地群|围绕鄂尔多斯高原，由中小规模构造盆地相连而成。 图源@文献[17]

一般来说，年代特别老的中大型陆块比较稳定，但如果有来自地下深部的破坏力，即使老陆块也不会稳定。

这是中国北方华北陆块面临的局面:东太平洋板块向西下沉到地幔深处，热流从下往上开始破坏这一具有20亿多年历史的古陆——被称为华北克拉通破坏，这是现代中国地质学界非常关注的

现代太平洋板块向亚洲板块下沉的位置是马里亚纳海沟，现在离中国非常远，但在离现在不远的侏罗纪，俯冲带位于华北古陆的东部沿岸。 现在，人们可以通过地球物理手段捕捉到这个“躺在地上”400-600km处的大岩石的形象。

太平洋地壳急剧下降，华北克拉通的破坏|洋壳熔融释放的物质和运动规律变化的地幔岩石，最上部地壳地层岩石发生破坏作用，华北陆块变薄，处于伸展状态。 图源@文献[21]

这块大岩石不是静静地躺在地下，而是不断地闹事。 这不仅对地幔岩石的运动规律有客观影响，高温高压的环境使海洋地壳不断熔融，释放各种物质收集到岩浆中，中途涌出。 最终，岩浆会从下向上融化，或使地壳底部的岩石变薄，在地表留下岩浆活动的痕迹，影响地形。

上升的热物质使地壳岩石向两侧伸展、平局，地壳因这个塌陷而下沉，也蓄水在湖里，在古代华北崇山峻岭期间建设大盆地、大湖、大平原的过程中，包括火山活动产生的金属矿物和古代大湖形成的丰富油气资源在内的多个矿

深部热物质上涌引起的地表拉伸示意图|地表拉伸和深部热物质上涌总是一起出现，但前者可以引起后者，也可以引起后者。 该模型不是华北盆地的实际模型，只用作地质过程的模型。 图源参见图中的水印。

它们大半从侏罗纪延伸，处于变薄的状态，以一波火山活动装点这片土地——从侏罗纪到白垩纪，频繁的火山活动在华北各地爆发，现代北京昌平区十三陵水库南北两侧的山体，都是当时火山爆发留下的堆积物

北京市昌平区十三陵水库|透镜山体和摄影师脚下的山体是侏罗纪火山活动的产物，由大量熔岩和火山屑岩构成。 这个地层被称为侏罗系发髻山组。 图源@vcg

在现代，广大的华北大平原、丰富的关中大平原、山西国内的一系列小盆地都与其地壳减少、张张有关。 山西国内的火山、北京的温泉、西安的汤池与其带来的深部岩浆活动有关。 甚至长郯庐断裂带也与这个过程有一定的相关[22-23]。

据说山西大同火山群|素生产煤炭的山西大同分布着死火山群，大小火山口有30多个。 它们的形成与山西裂谷系的出现有密切的关系。 除大同外，山西汾渭裂谷系的南部也有理发的火山。 图源@vcg

在鄂尔多斯高原西部边缘，这里位于青藏高原隆升区向华北地壳减薄区的过渡和转换地带，太平洋的影响余波没有消失，与青藏高原向东北的运动力量重合，地幔顶部也形成了很多复杂的运动，最终河圈盆地和银川盆地地壳陷落。 干旱高原和山地之间出现了一系列低洼，黄河奔流，水创造了干旱地区的生命奇迹，创造了丰富的塞上江南[ 17，24 ]。

流经黄河青铜峡景观|青铜峡，黄河进入银川盆地。 荒芜的山体表明这里降水不足，但盆地内的地壳陷落产生了堵住江南的奇迹。 图源@vcg

这样，在东西两侧的力量下，华北古陆成为中国陆地区域最特殊的地震区域。 地下深处的热量自下而上侵蚀华北大地的基础，在古老的山区之间创造低洼盆地，河流带来泥沙形成平原，创造人们生存的家园。

除了做西山夕照|落日的画板外，很少人知道北京西山脚下也有足够古老的大断裂，孕育着地震的力量。 图源@vcg

但是，他们带来了灾难，频繁的断层活动至今未休息，依然周期性地引起大地震，这里的居民不疏忽。

华北地区孕育了古老的中华文明，这些大小地震也给我们的历史留下了深刻的烙印。 住在这样震动多的地方，中国古代人早就开始记录地震现象，翻阅二十四史，关于地震的记录出现在不同的年份，经常被五行志总结。 例如，前述明嘉靖年的关中大地震除了出现在《明史·本纪第十八·世宗二》之外，还出现在《明史·卷三十·六·三》中。

历史上，中国古代人也设计了类似张衡地动仪的设备，史料上记载着可以检测出远方地震的大致方向，但具体技术已经失去了。

北京牙釉质厂收藏的牙釉质张衡地动仪的原理还不确定，能否测定地震的方位也不清楚，只能从很少的史料中恢复外观。 图源@vcg

但是，我们用科学手段记录和说明了地震，离现在只有一百年。

04

防震减灾一百年

晚清开始，中国土地出现了现代化的地震观测站，它们最早建立在不同列强各自占有的地基上，其中一个站的资料至今仍具有宝贵的文献价值。 1897年，日本侵略者在台湾省台北市建设了第一个地震观测站，之后陆续在台湾设置了15台以上的地震台，一直建设到30年代中期，近代中国国内的第一个地震观测网出现在台湾省[25]。

同时，德国、俄罗斯、日本也在中国大陆陆续建设了一个站，分别位于上海、青岛、大连、东北的几个城市，但没有形成连片网络，也没有分布在中国地震频发的地区，个别

民国时期，中国人自己建立的地震观测所只有三个，分别是1930年设在北京西山的桐峰地震台、1932年设在南京北极阁地震台、1943年设在重庆北见的地震台。

北京西山帝峰地震台|雕刻人物是李善邦，是北京西山帝峰地震台的第一位台长。 现在这个地震台还是被采用了。 图源@vcg

中国地质学家真的用近代地质学的做法在地震后进行了灾区系统的考察，正好在100年前的甘肃海原(现在划分为宁夏)大地震发生后，翁文滩一行领导的科学试验队从1921年4月开始在西北地区进行了4个月的勘察，科学认知地

考察海原大地震时翁文滩和谢家荣|翁文滩(左)是中国近代著名的地质学家，为近代中国的地矿勘探、地震研究和地质教育事业做出了显著贡献。 图源@文献[29]

在那个动荡的时代，中国地质工作者们在地震机制、地震预报、工程防震等行业也提出了很多宝贵的认知。 但是受战乱的影响，民国时期的中国地震研究事业始终进展缓慢。

新的变化出现在1949年以后，新中国非常重视地震灾害的研究、预报和减灾。 1956年，地震预报课题编写了国家12年科学技术快速发展计划，成为国家级要点科研项目。 特别是1966年河北邢台大地震后，非常有时代特色的地震群测群防运动也蓬勃发展，扎根于专家和人民群众之间。

时代特色地震群测群防推广海报|地震群测群防运动在我国地震预报史上占有非常重要的地位，至今仍发挥着重要的作用。 社交媒体的截图。

这个时期的高峰是提前一两天预报海城地震和青龙地震，成功地救助了数十万居民。 但是，同样的做法在越来越多的其他地震中遭遇了山谷和挫折，无法进行比较有效的短期预报。

尽管有唐山抗震纪念碑|“青龙奇迹”，但一瞬间夷为平地的唐山大地震，造成了极大的死伤。 图源@vcg

从70年代到现在，中国地震研究界不断与世界同行交流，共同迅速发展，在地震机理和地震中的长时间预报中取得了各种成果，另一方面，世界地质学界在地震的短期预报中不断遭受挫折。 现在对于“地震是否比较有效，能反复正确地预报”也需要很大的问号。

年9月中下旬，美国加利福尼亚州圣安德烈斯大断层东南部的索顿湖地区连续发生了150多场小地震，大多数不足2级，最高达4.3级。 这些频繁的地震有可能在圣安德烈亚斯断层发生大地震，但这个巨大的断裂带在300年以上没有发生大地震，现在处于“地震空窗期”，蓄积了巨大的能量，随时发生大地震

从北到南的航空照片索顿湖|索顿湖位于圣安德烈斯大地震的南端，断层末端破裂延长，因此湖区经常发生小地震。 图源@vcg

月27日，科学家们宣布，当地每周发生7.0级以上地震的概率为0.03%~1%，但这次地震并不按计划发生，现在索顿湖周边也没有发生7级以上的地震。 这表明，即使是“精确到小数点后两位数”的地震概率预报也不能充分接受。

这是客观存在的科学技术瓶颈。

美墨边境索顿湖区断裂分布图|索顿湖正好位于圣安德烈斯断层向南延伸的位置。 图源@文献[27]

要正确地进行更有效的地震短期预报，人们还有很长的路要走，内外都是如此。 我们必须承认科学时代的界限，但对未来也有希望。

因为在地震中痛苦的人们从未停止过探索的步伐。

各种新做法从实验室出来，进入实验环节。 年2月，中国发射了张衡1号电磁监视试验卫星，开创了从宇宙研究地震的新局面。 希望捕捉中国6级地震、世界7级地震发生前后上空电离层和地磁可能发生的微妙变化，为地震前兆研究和地震预报作出新的贡献。

张衡1号|张衡1号电磁监视试验卫星的发射意味着地震研究的试验室从地面移动到了天空。 图源@space.skyrocket.de

除了地震预报，眼球也开始投入地震后的迅速警报和建筑抗震研究。 毕竟地球法则很难参照，人力做不到，但人们可以在这两个应用和工程行业继续出力。

一个是建设密集的监测站收集地震数据，地震后立即向周围的人传播地震警报，利用地震波传播的时间差，可以拯救越来越多的生命。

地震早期警报系统的原理|地震早期警报系统利用迅速传递的网络信号、无线信号和地震波的抢夺时间。 图源@usgs

二是制定更科学的建筑抗震规范，更牢固地建造房屋，在下一次地震结束后维持更多的建筑物，拯救更多的生命。

根据最新版的《建筑抗震设计规范》国标|法建设建筑，可以减少地震引起的不必要的房屋破损。 社交媒体的截图。

不管怎样，我们和地震都会继续共生。

无论是西部地区的“被挤出的地震”，还是东部地区的“被拉出的地震”，都以远远超过人类感知的时间尺度不断发生。 激烈的地质进化历史使中国这片大地多难，但创造了14亿中国人多彩的故乡。

从烟花成都眺望地震威胁|挂在这座城市西边的不仅是雪山，也是几乎赤裸裸的地震威胁。 图源@vcg

这就是我们在这里出生长大的土地，我们别无选择。

但是在未来，我们可以充分利用科学和工程的力量，与这片土地更和谐。

我相信总有一天我们会在下一次大地震到来的时候拯救越来越多的人。

以此文，向长年在地震中死亡的非业同胞表示哀悼。

本文也向在地震预报、防震减灾第一线奋斗的科学技术从业者、工程建设者们表示敬意。

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企划写作|云舞空城

视觉设计|陈随

地图设计|陈志浩

图片|谢禹涵

文案校|撸书猫

封面来源| vcg

【本文参考文献】可以在幻灯片上看到

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中卫市广播电台.这篇文章纪念海原大地震100周年.-05-11 .腾讯信息. ( xw.qq/cmsid/0511a0jrvp00 )

原标题:“中国为什么地震频发？ 』

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