土耳其地震為什么頻發(fā)？會(huì)對(duì)中國(guó)地震帶上的地區(qū)有影響嗎？

2023年2月6日，土耳其境和敘利亞邊界附近連續(xù)一天內(nèi)發(fā)生2次7.5級(jí)以上的大地震震驚了世人。截至2月8日，土耳其強(qiáng)震已致土耳其和敘利亞兩國(guó)超7700人遇難，這再一次讓人們把視線放到了地震上。

一、地震是如何形成的？

(資料圖片僅供參考)

在講這個(gè)問題前，我們需要先了解一點(diǎn)點(diǎn)關(guān)于地震形成的理論。

絕大部分地震的發(fā)生，都是來自地下巖層的突然錯(cuò)動(dòng)。我們可以這樣想象，地下的巖層就好像是一大把筷子，這些筷子正在被某種巨大的力量擠壓（這種力量來源下面會(huì)說），在平時(shí)，筷子們處于不斷被擠壓的狀態(tài)，因此不斷彎曲。

大家的常識(shí)告訴我們，筷子的彎曲是有極限的，巖石也是。在受力以及彎曲超過極限之后，無論是筷子還是巖石都會(huì)斷裂。大家回家就可以掰斷一根筷子試試。

無論是筷子，還是巖石，在斷裂的一瞬間都會(huì)傳來很大的震動(dòng)，這個(gè)震動(dòng)的能量實(shí)際上就是筷子或巖石彎曲時(shí)候儲(chǔ)存下來的能量，當(dāng)它們斷裂的一瞬間，這些能量突然釋放，彎曲的筷子或巖石也就恢復(fù)了平直的狀態(tài)，這就是地震理論中的彈性回跳理論，這也是一個(gè)被廣為接受的地震形成理論之一。

彈性回跳理論示意圖 1是正常狀態(tài)，2是受力后發(fā)生彎曲，3是斷裂后兩側(cè)巖層回跳到正常不受力狀態(tài) 圖片來源：wikipedia

當(dāng)這些能量被巖層傳遞到地表的時(shí)候就會(huì)造成地表的強(qiáng)烈震動(dòng)，這就是地震的來源。

我們?cè)谇拔恼f到了，要彎曲巖層，那么巖層需要受到極大的力量，這個(gè)力量來自哪里呢？來自板塊運(yùn)動(dòng)！

板塊運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是在地球內(nèi)核熱量驅(qū)動(dòng)下發(fā)生的，眾所周知，地球分為地核、地幔和地殼三部分，我們極度簡(jiǎn)化這個(gè)模型后（實(shí)際上非常復(fù)雜，簡(jiǎn)化只是為了幫助大家理解），可以認(rèn)為地核是一個(gè)極高溫度的熾熱球體（某些區(qū)域的溫度可能達(dá)到6000℃，與太陽(yáng)表面相當(dāng)），地幔則是一個(gè)類似橡皮泥的可塑性狀態(tài)，而地殼則是堅(jiān)硬的薄殼。

在地核加熱下，地幔會(huì)產(chǎn)生熱對(duì)流——熱的密度減低上涌，涌到表面的變冷下沉，如此反復(fù)——漂浮在地幔上的地殼就在地幔的對(duì)流運(yùn)動(dòng)下發(fā)生運(yùn)動(dòng)，這就是板塊運(yùn)動(dòng)的機(jī)制。當(dāng)然，要是還不理解，大家可以吃個(gè)火鍋，火爐就是地核，火鍋湯就是地幔，白菜幫子就是地殼，只要火爐不停，火鍋里面的白菜幫子將會(huì)一直運(yùn)動(dòng)。

板塊運(yùn)動(dòng)的基本原理示意圖： 地核加熱地幔，地幔熱對(duì)流從而驅(qū)動(dòng)漂在地幔上的地殼運(yùn)動(dòng) 圖片來源：concord.org CCBY-SA3.0

而我們現(xiàn)在已經(jīng)知道，地球的地殼實(shí)際上并不是一個(gè)完整的整體，實(shí)際上是由14個(gè)大的板塊以及若干個(gè)次一級(jí)的板塊構(gòu)成的，在地心熱量的驅(qū)動(dòng)下，它們就會(huì)相互碰撞——自然，我們憑直覺就能知道，在板塊邊界相互碰撞的地方，壓力是最大的，而這也正好與我們觀察到的現(xiàn)象一致：在板塊邊界處，也正好是地震和火山最頻繁的地點(diǎn)，其中最常見的一種板塊邊界就是斷裂帶。

地殼并不是一個(gè)整體，而是由14個(gè)大板塊及更多次級(jí)板塊構(gòu)成 圖片來源：pixabay,經(jīng)作者修改

二、土耳其為什么如此大震頻發(fā)？

有了上面的知識(shí)基礎(chǔ)，我們可能猜都能猜到土耳其一天內(nèi)發(fā)生兩次大地震的原因了——它位于板塊邊界。具體來說，土耳其大體上位于安納托利亞板塊之上，4個(gè)板塊包裹著這里，所以這里實(shí)際上被4個(gè)板塊邊界所包圍。

土耳其位于安納托利亞板塊之上，被其他4個(gè)板塊包圍 圖片來源：作者自制

在其北邊，是巨大的歐亞板塊，在其南邊是非洲板塊，東南邊是阿拉伯板塊，西邊是愛琴海板塊。其中，東南邊的阿拉伯板塊非常不安分，時(shí)刻向北擠壓安納托利亞板塊，但是由于安納托利亞板塊北部被巨大的歐亞板塊死死頂住，它難以向北移動(dòng)，只能向西滑脫，根據(jù)目前的檢測(cè)，這一板塊目前每年向西移動(dòng)2厘米左右。

安納托利亞板塊在阿拉伯板塊的擠壓下向西運(yùn)動(dòng)的示意圖 圖中的黃線、粉線以及黑線均為該板塊的邊界 其中黃線為北安納托利亞斷裂，粉線為東安納托利亞斷裂 圖片來源：wikipedia

安納托利亞板塊的這種運(yùn)動(dòng)，造成了在其板塊邊界處（其實(shí)也基本上都是大型斷裂帶）的密集地震。在過去數(shù)千年中，這里發(fā)生過多次足以毀滅城市的大地震。僅僅是1900年到現(xiàn)在的120多年間，這一區(qū)域發(fā)生的7級(jí)以上地震就不少于10次，6級(jí)以上地震茫茫多。

1900年以來，安納托利亞板塊附近發(fā)生的各級(jí)地震，可以看到它們基本都與板塊邊界一致 圖片來源：wikipedia

具體到本次地震，由于地震剛剛發(fā)生，目前對(duì)這兩次大地震之間的關(guān)系其實(shí)并不清楚，有些科學(xué)家將其看作是一次主震一次余震，有些科學(xué)家將其看作是兩次單獨(dú)的地震。

不過這并不影響我們了解這兩次地震發(fā)生的原理——它與我們上文所說的筷子的例子原理一致但略有不同——

這里地震的產(chǎn)生，不是由于地層的彎曲斷裂，而是由于地層內(nèi)斷裂帶的相互錯(cuò)動(dòng)。板塊邊界地層存在的斷裂帶，平時(shí)像是拼圖那樣咬合在一起，但是在巨大的驅(qū)動(dòng)力之下，拼圖的咬合處突然斷開，釋放的力量全部釋放，地層可能會(huì)相互錯(cuò)動(dòng)一大段。

震級(jí)為7.8級(jí)的第一次地震的地震烈度圖，可以看到其中烈度為9級(jí)（Ⅸ）的區(qū)域基本上沿著一條直線，這就是該斷層的走向線 圖片來源：wikipedia

震級(jí)為7.5級(jí)地震的烈度圖，可以看到其最大烈度走向與第一次并不同 圖片來源：wikipedia

根據(jù)這兩次地震及其此后的小震，我們就能看出這些地震具有明顯的線性分布特征，基本上與板塊邊界的斷裂走向一致 圖片來源：wikipedia

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的估計(jì)，第一次發(fā)生的震級(jí)為7.8的地震，其發(fā)生時(shí)，斷裂帶的破裂長(zhǎng)度可能有190千米；而根據(jù)沙特阿拉伯阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的估計(jì)，其破裂長(zhǎng)度可能超過了300千米。

若按此推算，再考慮到其地震深度僅有20千米，那么這次地震的破壞力可能與2008年汶川地震的破壞力相當(dāng)（2008年汶川地震破裂長(zhǎng)度超過300千米，且震源深度也小于20千米）。而這次地震中，該國(guó)南部重鎮(zhèn)加濟(jì)安泰普與震中距離不過20千米左右，這里有大約200萬(wàn)的常住居民，因此其損失很可能極其巨大。

加濟(jì)安泰普夜景 圖片來源：wikipedia

三、土耳其地震會(huì)對(duì)中國(guó)地震帶上的地區(qū)帶來聯(lián)動(dòng)影響嗎？

這其實(shí)是一個(gè)非常難以回答的問題，其主要原因是地震起源于地下，巖層的破裂，而我們無法看透巖層，了解地下不同深度的巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造以及其受到的應(yīng)力狀態(tài)，因此我們目前的地震預(yù)測(cè)工作非常薄弱，自然無法向天氣預(yù)報(bào)那樣做出超前預(yù)報(bào)，以及對(duì)某些極端天氣的未來影響范圍做出判斷。

不過盡管如此，還是有很多地震學(xué)家在研究這些內(nèi)容。其中一個(gè)方法就是通過規(guī)律統(tǒng)計(jì)的方法，有科學(xué)家統(tǒng)計(jì)了歐亞地震帶上地震活動(dòng)增強(qiáng)對(duì)中國(guó)大陸地區(qū)7級(jí)以上地震的影響，其結(jié)果表明：如果歐亞地震帶上，全年地震釋放的能量超過全球地震釋放能量的50%，其后3年內(nèi)中國(guó)大陸就有比較大的可能性發(fā)生7級(jí)以上地震；若是歐亞地震帶上地震能量比超過50%，且歐亞地震帶上發(fā)生過8級(jí)地震，那么中國(guó)可能在3年內(nèi)發(fā)生多次7級(jí)以上，甚至8級(jí)的地震。這一結(jié)果經(jīng)過了顯著性檢驗(yàn)，顯著性水平為10%，也就是說正確可能性為90%。

歐亞地震帶橫貫歐亞，土耳其就是其中的一部分 圖片來源：陳學(xué)忠，李艷娥，王恒信。歐亞地震帶地震活動(dòng)增強(qiáng)與中國(guó)大陸地區(qū)7級(jí)以上地震發(fā)生的關(guān)系分析[J]。地震，2020，34（1）：34-40。

歐亞地震帶的能量比隨時(shí)間變化，可以看到其在2008年之前能量比約為90% 圖片來源：陳學(xué)忠，李艷娥，王恒信。歐亞地震帶地震活動(dòng)增強(qiáng)與中國(guó)大陸地區(qū)7級(jí)以上地震發(fā)生的關(guān)系分析[J]。地震，2020，34（1）：34-40。

但是，我們依然要看到，這只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)性的統(tǒng)計(jì)，我們對(duì)板塊運(yùn)動(dòng)的許多研究?jī)?nèi)容都是欠缺的，比如板塊運(yùn)動(dòng)之間的相互影響程度、碰撞過后能量的傳導(dǎo)方式等等，這些才是決定一個(gè)地方會(huì)有多大應(yīng)力，已經(jīng)會(huì)不會(huì)發(fā)生大地震的因素。所以，從這篇論文來看，我們需要確定今年歐亞地震帶的地震能量比，才能從經(jīng)驗(yàn)的角度預(yù)測(cè)是否會(huì)影響到中國(guó)。從長(zhǎng)期來看，我們需要對(duì)地下深處有更多了解，才有可能預(yù)測(cè)地震，以及地震后的一系列影響。

出品：科普中國(guó)

作者：地星引力

監(jiān)制：中國(guó)科普博覽

編輯：孫晨宇

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