陳曉非：要想有美好的未來，人類必須處理好與地球的關系

　　在150億年前，宇宙大爆炸誕生了星系空間，人類幸運地擁有了地球——一個恰當的空間和恰當的距離產生的美麗家園。如何保護我們的家園，一直都是人類的必修課。8月26日，深圳市民文化大講堂邀請中國科學院院士、南方科技大學地球與空間科學系系主任陳曉非，圍繞“探索地球奧秘”，與觀眾分享與交流。

　　粵港澳大灣區濱海斷裂帶未來有發生地震的可能

　　“宇宙包含了空間和時間，宇宙萬物實際上不僅僅是物，本身是空間和時間的概念。所以，這是無限多樣的世界，宇宙是由無數個星系組成，星系是大量恒星及星際氣體聚集在一起的龐大天體系統。”陳曉非的講座從浩瀚的宇宙開始，落到熟悉的地球。他說，“盡管地球的體積和質量在八大行星中排行第五，但它是最奇妙和最獨特的。”

　　陳曉非稱，地球內部整體的半徑將近6400公里，由一個固體的內核和一個液體的外核來組成。地球從內至外，固體的內核半徑是1200多公里，外核是3000多公里，然后是地幔、地殼。地殼類比一個雞蛋的話，比雞蛋殼還薄。“我們怎么知道內部結構是這樣的情況呢？”他丟給觀眾一個問題，引起了大家的好奇心，“大家可能做過CT，我們對地球也是同樣做CT，那怎么做？利用什么來做呢？就是用地震波。”這個答案令在場大多觀眾有些意外。

　　在我國，地震災害是第一大災種，是造成死亡人數最多的自然災害。2008年的汶川地震就造成了將近7萬人的死亡，直接經濟損失超過8000億元人民幣。陳曉非稱，地球有板塊運動，板塊運動雖然很緩慢，速率相當于指甲生長的速度，但是會不斷積蓄能量，能量達到一定程度的時候就會發生地震。

　　大家常常容易把震級和烈度混淆，震級量度地震釋放的總能量大小， 不隨震中距變化； 烈度量度地面的搖晃程度，通常隨著震中距衰減。一次地震有一個震級，多個烈度。陳曉非舉例道，比如6級左右的地震釋放的能量差不多相當于一個廣島原子彈爆炸的能量，7級地震可能是6級地震的30倍左右。而距離震中比較近的地方烈度高，距離遠的地方烈度低一些。

　　陳曉非說，從統計結果來看，全球大地震的數量很少，小地震比較多，每年大于6級的地震大約有200個，大于7級的有8個，大于8級一個。根據1949年到2008年的統計，中國6級以上地震平均每年有4個，5級以上平均有20個，大部分集中在西部。“粵港澳大灣區不在主要的地震帶上，并不表示大灣區沒有地震風險，大灣區有很多斷裂帶，比如有濱海斷裂帶。當然有的斷裂帶不是非常活躍，發生大地震的機會比較小，但是有些濱海斷裂帶未來也是有發生地震的可能性。”

　　通過地震仿真模擬防御地震災害

　　說到地震，大家最關心的肯定是如何防御地震災害。

　　陳曉非首先提到地震預警。“預警和預測是不一樣的，地震預警是地震一發生就探測出來，立即向地震災害和地震波傳播晚到達的地方發一個預警，告訴你地震可能快來了，造成的破壞可能快來了，這樣就可以提前采取一些措施。”他介紹，地震本身有一個特點，破壞比較大的地震波動（S波）傳播速度相對慢一些，預警后人們可能會有十幾、二十秒，甚至更長時間做個人防護。

　　地震預警阻止不了地震發生，那人們如何防御地震災害呢？“一個最重要的工作是抗震設計，比如避免雷電，可以增加避雷裝置等，建筑物如果抗震設計做得好，就可以經受地震的晃動，免于倒塌，減少人員傷亡。”陳曉非說，抗震設計從防震減災來說是非常重要的手段，我們國家很多土木工程等領域的科學家和工程師們作了大量的努力。

　　另一方面，還可以基于對地震的過程進行仿真模擬來開展地震防御。陳曉非稱，就像核爆的問題，最早的核試驗都是要做真實的實驗，后來我們可以通過電腦仿真。“地震沒有發生，也可以利用科學的方法模擬仿真地震過程，看它造成的破壞是什么，從而制定防震減災的預案，這就是地震過程仿真模擬。” 比如一旦地震發生，地震學家能夠迅速在十幾分鐘、半個小時把地震震源情況得到，在此基礎上就可以利用模擬地震的過程計算出地震波影響是怎樣的、造成的破壞是怎樣的，從而計算出地震烈度分布，計算出工程上關心的地表峰值加速度等，然后在此基礎上做災害評估，為政府的防震減災提供預案。

　　陳曉非舉了個簡單例子，去年9月5日在四川瀘定發生6.8級地震，這次地震發生之后，南科大研究團隊立即開展模擬分析，第二天就給出了對這次地震的災害評估報告。根據評估的結果最大的烈度應該是9度，主要是瀘定縣和石棉縣受災最嚴重，死亡估計是89人，經濟損失是230多億。9月11日根據政府統計公布的消息，此次地震最大烈度是9度，死亡人數是88人（一天后修訂為93人），其中損失最嚴重的是瀘定縣和石棉縣。基本上與快速評估結果一致。這說明了仿真模擬可以為政府開展應急救援，比如在資源布局方面、人員調配方面提供科學依據。

　　人類未來的命運掌握在自己的手中

　　“雖然地震災害給人類的發展帶來了比較大的損失，但是在研究與認識地震機理過程中發展起來的地震學有廣泛的應用，成為深地探測、資源探測的基礎，在深空探測中也有應用。”陳曉非說道。

　　在講座一開始，陳曉非就曾經提過，地球內部的探測就是通過地震學的方法實現的。而在深空探測當中，比如月球內部的探測，也可以用地震學的方法。如今月球上就布設有地震儀，將來我國還計劃在火星上放置地震儀，探測和弄清楚火星內部結構和地球內部結構有什么差別。

　　油氣資源的探測，也離不開地震學的方法。陳曉非表示，在油氣資源探測時，震源不是天然的地震，而是人工激發，就是人們用快速釋放能量的方法激發地震波。人工震源包括震動車震源、氣槍震源、電火花震源，以及早期使用的炸藥震源。然后布置好地震儀記錄地震波信號，之后利用地震學的方法進行成像，為深部地球資源的開發利用提供技術支撐。地震學的方法同樣可以用于礦產資源的勘探，因為地震學方法相較于其他方法具有精度較高的特點，可以把地下的礦脈、礦體位置找出來。

　　此外，地震學在國防領域也有重要應用。例如利用地震學方法可以偵測或檢測地下核爆炸以及其他的爆炸事件。

　　陳曉非表示，對普通老百姓來說，有生之年不一定會經歷到地震，但是城市要持續發展，要站在更長遠的角度上思考一個城市是否有大地震發生的概率。“我們從研究災害來說都是極端事件，極端事件雖然概率很小，但是不能不防。”進行抗震設計，包括抗震工程技術發展，對城市來說是有備無患。

　　“由于無止境地向地球索取而不能善待它，人類目前已經面臨生態危機、資源枯竭、環境污染、災害頻發等亟待解決的問題。”作為地球科研工作者，陳曉非認為，自然災害頻繁，有些是自然現象，和人類的活動沒有什么關系，像是地震，但有些災害卻是與人類過度開發或者是不恰當的活動有關系，比如滑坡、泥石流等，通過人們的關注和努力，是能減少很多災害的。“地球是人類的家園，人類未來的命運實際上已經掌握在自己的手中，要想有美好的未來，人類必須處理好與地球的關系，與大自然和諧相處、協調發展。”

　　來源｜晶報APP