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CAFA讲座丨滕吉文:“动荡的地球——地球内部物质与能量的交换与其深层动力过程”
来源:cafa.com.cn  作者:CAFA ART INFO  点击量:1130  时间:2017/12/31 22:34:31

2017年12月25日晚六点半,中国科学研究院地质与地球科学所滕吉文院士在中央美术学院美术馆学术报告厅这一人文艺术的殿堂里,为观众带来一场关于自然科学的讲演,他的讲座题目是“动荡的地球——地球内部物质与能量的交换与其深层动力过程”。中央美术学院实验艺术学院院长邱志杰担任讲座主持人。

滕吉文院士首先向观众介绍了地球物理学的概念。地球物理学包含重力场、磁力场、电磁波感应场、地质波场、温度场和放射场等等方向,可用白居易《长恨歌》“上上穷碧落下黄泉,两处茫茫皆不见”这句诗来概括地球物理学,因为地球物理学研究的对象是不可视的,必须越过地平线去抚摸地球内部的物质运动的动态脉搏。本场讲座中,滕吉文院士从地球物理学的角度向观众介绍了地球内部的“动荡”,即地球内部运动。

了解地球内部运动,在当下是具有十分重要的意义的。滕吉文院士认为,首先,中国实现快速工业化、腾飞经济,必须要消耗大量的资源和能源,而中国“地大并不物博”,我们的矿产资源非常匮乏,因此必须向地球内部索要资源和能源。其次,地球内部不仅是能源资源的供给的场所,同时又是地震、火灾等自然灾害的策源地,地球也是人类居住的唯一场所,地表资源支撑了生命系统很多亿年了,拓展生存空间,改善支持环境,就成为人类的必然选择。因此,向地球深部汲取资源,探索地球灾害的孕育、发生和发展的真正过程,成为人类永续发展的需求,而这所有需求的第一步,就是了解地球内部运动。

那么地球的内部是如何运动的?我们所熟知的大陆飘移就是地球运动,此外,地球运动还包括海底扩张、转换断层、地幔对流。滕吉文院士在讲座中向观众详细地介绍了这几项地球运动。滕吉文院士介绍到:海底大洋中脊下面的深部热能不断地向上升,上升过程里的热值,在大洋中脊两侧的物质对称的向两侧移动;大洋中脊也并不平静,大洋中脊受力的作用会慢慢被处断,处断之后的结果,那就是就在被处断的地方发生一系列的地震。而地幔里面物质不断的对流,周而复始,就使得我们的地球在不断的变迁,造成了大陆漂移、海底扩张。

滕吉文院士谈到,由于地球不断地运动,而形成了现在的世界地图的局面,但其实地球可以分为六个大板块:欧亚板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块和南极板块,板块之间一定的界带,界带是地震高频发生的场所。中国是一个地震多发的国家,整个国家都被地震带所包围,受到世界上地中海、喜马拉雅、南亚地震带和环太平洋的地震带的影响。地震不仅造成了社会、经济上的损失,也会带来永久的自然地貌的改变以及对人类精神创伤。1960年智利9.6级大地震、唐山大地震、2004年印度尼西亚和印尼苏门答腊北部9级特大地震、日本3·11大地震、汶川大地震等地震都令人心有余悸。滕吉文院士认为,全球范围内进入了一个强烈地震的活动时期。

那么地震是否可以预报呢?学术上有两派不同的意见:一派认为地震是可以预报的,一派认为是不可预报的。一派是搞工程的,他们认为只要加固房屋建筑和桥梁建筑的抗震的力度,就可以一定程度上防止地震;而另一派人认为加固的工作是必须的,但同时也要寻找预报地震的途径,造福于人类。滕吉文院士说道:“我认为地震预报是一个科学难题,因为我们必须知道大地震发生的时间、地点、大小这三个要素,还要知道地震的概率,最后才能由法人部门发出预报。”

地震预报确实难,但是难在什么地方?“首先,强烈地震的孕育发生和发展是地球内部物质和能量强烈交换的结果,所以在研究地球内部和物质运动状态的时候应该如何建立数学物理上的方程组呢?”滕吉文院士讲到,“最难的在于入地难。地震的发生一般分为浅震、中源地震和深源地震。深源地震,最深的地震可以达到700公里深,而破坏率最大的是浅源地震,是在地壳内部33公里之内发生的地震。可是在这么深的地方,由于条件限制我们无法探测,我们不可能在震源附近了解他的介质的属性和他的构造环境。”另外,因为大地震并不是常常发生的,重复率很小,而每一次地震发生的物理机制又是不一样的,所以很难从已发生的大地震中寻找地震发生和发展的规律。滕吉文院士认为,这些都以给地震预报造成了很大的困难。

即使地震预报十分困难,但也有成功例子,例如辽宁海城地震预报以及美国西海岸圣安德列斯地震预报,可见地震预报再难,也有成功的希望。滕吉文院士在讲座最后谈到:“世界的永恒的奥秘就在于它的可理解性。我想地震和地震预测也是可理解的,哪怕只有10%的希望,我们也要继续下去。只要全球的地震学家、地球物理学家和有关一些学科领域的学者们去努力,我想一定能够达到成功的彼岸。”

文/钟钰炜
图/胡思辰