吳江星

(吉林省地震局,長春 130117)

海地MW7.0級地震

吳江星

(吉林省地震局,長春 130117)

海地共和國位于加勒比海東部,面積約2.78萬平方千米。東鄰多米尼加共和國,南臨加勒比海,北瀕大西洋,西隔風(fēng)向海峽與古巴和牙買加相望,是東加勒比海島國。2010年1月12日,在海地發(fā)生了MW7.0地震。此次地震對建筑物造成極大的破壞和慘重的人員傷亡。本文主要介紹此次地震的大地構(gòu)造環(huán)境,震源破裂性質(zhì)和地震破壞情況,對一些問題進(jìn)行了反思。

1 烈度及震害

此次地震有感范圍較大,海地和多米尼加共和國全部有感。另外,在古巴的關(guān)塔那摩、牙買加首都金斯敦、巴哈馬、波多黎各和美屬維爾京群島均有不同程度的震感,最遠(yuǎn)波及到哥倫比亞北部及委內(nèi)瑞拉西北部及美國佛羅里達(dá)南部[1]。張晁軍等[2]根據(jù)中國地震臺網(wǎng)速報(bào)結(jié)果和中國地震局地球物理研究所地震矩張量解,通過同震位移對海地地震烈度進(jìn)行了近似計(jì)算,結(jié)果表明,極震區(qū)破裂長度約100 km,震中烈度達(dá)到Ⅹ度。在Ⅹ度烈度區(qū)域,一般的建筑物會發(fā)生毀滅性的破壞,海地首都太子港在Ⅹ度烈度區(qū)邊緣,這就是造成本次地震大量建筑物損毀、人員傷亡的主要原因。

美國地質(zhì)調(diào)查局提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,此次地震在海地首都太子港及其南部大部分地區(qū)造成約22萬人死亡,30萬人受傷,110萬人無家可歸。摧毀房屋97294間,損壞房屋188383間。地震在萊奧甘、雅克梅勒、萊凱、昂薩加萊、多米尼加首都圣多明各、美屬維爾京群島的克里斯琴斯特德均有發(fā)生海嘯的報(bào)道。

2 地震構(gòu)造環(huán)境

海地位于加勒比海板塊的東北部。加勒比海板塊是位于南美和北美板塊之間的海洋板塊。該板塊東部為瀕鄰大西洋的小安德烈斯群島組成的島弧,西隔中美洲與可可微板塊及納茲卡微板塊相望,南部為南美洲板塊北端,北部通過大安德烈斯群島與北美板塊相接。北美-加勒比板塊邊界帶從西向東由天鵝群島、沃爾頓、Enriquillo-Plantain Garden、Sep tentrional、東方等斷裂帶組成,沿加勒比海北部邊緣大體呈東西方向延伸2 000 km,形成主要為左旋走滑性質(zhì)的變形帶。這些斷裂帶西部較窄,如在天鵝群島斷裂帶僅100 km,從牙買加向東至伊斯帕尼奧拉及波多黎各,板塊邊界地震帶陡增至250 km,成為大體平行的斷裂帶。在平行的南北邊界帶中,夾著戈納夫、伊斯帕尼奧拉-波多黎各微板塊[3]。

從圖1可見,加勒比海板塊東西邊緣地震和火山活動(dòng)較強(qiáng),南北邊緣地震活動(dòng)相對較弱。板塊北部邊界帶上以5～6級地震活動(dòng)為主,7級地震較少,最大地震不超過7.5級。在海地7.0級地震前,僅在多米尼加?xùn)|北部發(fā)生過數(shù)次7級以上地震,西部沿開曼海槽也僅發(fā)生3次強(qiáng)地震。上述情況表明加勒比海板塊與南北美板塊的耦合性較差。

圖1 加勒比海及周邊MW 7.0以上地震及火山分布。圖中三角形代表火山

圖2是用CNSS(Council of the National Seismic System)網(wǎng)上提供的地震目錄[4]繪制的Mb4.0級以上地震震中分布圖。圖中給出了6條剖面線的位置,這些剖面(下圖)顯示了加勒比海板塊的Benioff帶形態(tài)及與周邊板塊碰撞的基本特征。在東部,剖面C-C顯示大西洋洋底通過小安德烈斯島弧以58°傾角俯沖于加勒比海板塊之下200 km深處。北部的剖面A-A俯沖作用較弱,B-B剖面顯示北美板塊與加勒比海板塊產(chǎn)生了對沖。北美板塊通過波多黎各海溝,以32°角向南俯沖,加勒比海板塊則經(jīng)由M uertos海溝以59°傾角向北俯沖,兩板塊在100 km深處產(chǎn)生碰撞。在西南部(剖面D-D),加勒比海板塊俯沖于南美大陸之下。西部邊界板塊俯沖的情況較復(fù)雜。從F-F剖面可見,可可板塊以20°傾角俯沖于中美州大陸之下。在西南角,剖面E-E顯示,除納茲卡小板塊以30°傾角向東俯沖于南美洲大陸之下外,美洲大陸繼續(xù)向東俯沖,產(chǎn)生了大陸內(nèi)部的俯沖碰撞。

3 震源力學(xué)性質(zhì)

海地MW7.0級地震發(fā)生在Enriquillo-Plantain Garden、Septentrional邊界斷裂帶圍限的戈納夫微板塊內(nèi)靠近Enriquillo-Plantain Garden一側(cè)(圖1)。在斷裂帶的兩邊,南部的加勒比海板塊向東運(yùn)動(dòng),北部的北美板塊向西運(yùn)動(dòng)。從上節(jié)對板塊碰撞形態(tài)可知,兩板塊兼有左旋滑動(dòng)和擠壓碰撞的特征。板塊滑動(dòng)速率為20mm/a,而邊界斷裂體系的年滑速率僅為15mm/a。

本文收集了美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)公布的海地MW7.0地震及4.0級以上余震序列目錄[4],主震和兩次余震的快速矩張量解資料[5](表1)。應(yīng)用上述資料分析了此次地震的震源力學(xué)性質(zhì)。圖3為海地MW7.0地震主震及4.0級以上地震的空間分布圖象。從圖中可見,余震呈北東-南西方向展布,主震的北東方向余震較少且延伸較近,多數(shù)余震分布于主震的南西方向,顯示此次地震斷裂是單側(cè)破裂的特征。根據(jù)程萬正等[6]的分類標(biāo)準(zhǔn),綜合分析震源機(jī)制烏爾夫投影及節(jié)面滑動(dòng)角,判斷主震震源斷層為左旋走滑性質(zhì),這與加勒比海板塊的運(yùn)動(dòng)方向及Enriquillo-Plantain Garden斷裂滑動(dòng)方式一致。兩次余震為右旋逆斷層性質(zhì)。上述震源破裂性質(zhì)的不一致反映了震源斷層破裂的分段性和斷層破裂的復(fù)雜性。

圖2 加勒比海地區(qū)4.0級以上地震震中分布,圖中線段為地震剖面線,下圖為各剖面線所對應(yīng)的震源深度剖面圖

表1 海地地震快速CM T解[4]

4 小結(jié)

海地地震雖然不是巨大地震,但造成的破壞及人員傷亡卻令人觸目驚心。綜合上述分析,我們對海地地震應(yīng)從社會學(xué)和自然科學(xué)兩方面有所反思。

圖3 海地地震序列(4.0級以上)分布圖

(1)穩(wěn)定和諧是抗御自然災(zāi)害的保障。自1804年獨(dú)立以來,海地內(nèi)亂不斷。1991年9月29日海地發(fā)生軍事政變,1994年7月,聯(lián)合國安理會通過第940號決議,授權(quán)部署一支編制為2萬人的多國部隊(duì),幫助維持海地的安全和穩(wěn)定環(huán)境。海地與中國沒有外交關(guān)系,但應(yīng)聯(lián)合國要求,自2004年10月以來,中國政府已向海地派出了8支維和警察防暴隊(duì)。此次海地地震中國有8名維和人員遇難。我國在2008年5月12日汶川8級大震后,政府立即有序地組織了抗震救災(zāi)工作,而海地則對國際救援依賴程度較大,可見社會的穩(wěn)定和諧是抗御一切自然災(zāi)害的保障。

(2)發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)是抗御自然災(zāi)害的基礎(chǔ)。海地是全球經(jīng)濟(jì)落后國家之一,建筑工程施工時(shí)根本沒有考慮抗震設(shè)防,大部分工程質(zhì)量差。2010年2月27日智利8.8級地震所釋放的能量要比海地地震的能量高出幾百倍,但地震僅造成不到千人的死亡,可見設(shè)防與否的差別之大。

(3)地震預(yù)報(bào)是全世界的科學(xué)難題,但地震的孕育和發(fā)生不是無蹤可尋的。中國“5·12”大地震發(fā)生在歷史上沒有發(fā)生過大地震且滑動(dòng)速率較小的龍門山逆沖斷裂帶上,但在離斷裂較遠(yuǎn)的北西端塊體內(nèi)于1976年發(fā)生了7級以上地震。海地地震發(fā)生在地震活動(dòng)相對較弱的板塊邊界帶內(nèi),1900年以來在Enriquillo-Plantain Garden斷裂海地段上同樣沒有發(fā)生過7級以上強(qiáng)震,僅在距海地地震320 km東北的Sep tentrional斷裂上發(fā)生過3次7級以上地震。如果稍加注意就會發(fā)現(xiàn),汶川地震發(fā)生在中國東西部交界的上地幔陡坎處,而海地地震則發(fā)生在北美板塊與加勒比海板塊碰撞帶的西部邊緣,而這樣的構(gòu)造環(huán)境在地震發(fā)生前卻被忽視了,可見人們對發(fā)震的地質(zhì)構(gòu)造條件認(rèn)識還是較膚淺的。

(作者電子信箱,吳江星:wu jiangxing1962@163.com)

[1]http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqinthenew s/2010/us2010 rja6/

[2]張晁軍,李衛(wèi)東,吳敏,等.海地7.3級地震概況和烈度計(jì)算.國際地震動(dòng)態(tài),2010(2):1-5

[3]Paul Mann,Taylor F W,Edwards R Lowrence,et al.A ctively evolving microplate formation by oblique collision and side ways motion along strike-slip faults:An example from the northeastern Caribbean platemargin.Tectono physics,1995,246(1/3):1-69

[4]http:∥www.ncedc.org/cnss/

[5]http:∥earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/sopar/

[6]程萬正,刁桂苓,呂弋培,等.川滇地塊的震源力學(xué)機(jī)制、運(yùn)動(dòng)速率和活動(dòng)方式.地震地質(zhì),2003(1):71-87

P315;

A; do i:10.3969/j.issn.0235-4975.2010.04.007

2010-02-23;

2010-03-23。