研究地震的科学家论文

2008年5月12日14时28分，在青藏高原东缘龙门山地区发生了汶川8级强烈地震，成为继2001年11月14日昆仑山口西级地震之后在中国大陆发生的又一次强烈地震，造成了惨重的人员伤亡和巨大的财产损失。

面对“5·12”汶川8级地震突发灾害，中国地质科学院组织专家，最先对发震动力学背景进行了科学分析，第一时间奔赴震中地区开展地表破裂变形与地震地质灾害调查。随后组织来自院本部、地质研究所、水文地质环境地质研究所和地球物理地球化学勘查研究所的80余位科学家，系统开展地震科学钻探选址、活动断裂与地震变形观测、地应力测量、地质灾害地面调查、堰塞湖与水工环综合评价。6位专家参加国家汶川地震专家委员会，编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》，组织召开汶川地震动力学分析研讨会，2位专家参加国土资源部抗震救灾前方指挥部工作。在第33届国际地质大会期间，组织汶川地震大型展览，应邀作汶川地震、地震科学钻、地表破裂等学术报告，受到国际同行的高度关注。组织申报汶川地震断裂带科学钻探工程，2008年11月第一口地震科学钻开工；组织落实国家专项、“973”课题、地质调查项目等科研任务，有效地调整了面向地质灾害的学科结构和人才布局。

在2008年度科技成果汇报交流暨十大科技进展评选会，许志琴院士作汶川大地震发震背景与科学钻探报告，董树文、吴珍汉研究员作汶川大地震中国地质科学院的快速反应报告，评委会将“5·12汶川地震后中国地质科学院的快速反应与调查研究”评选为中国地质科学院2008年度科技特别进展。

中国地质科学院领导为首批赴震区调查组送行

第一时间组织开展发震动力学背景分析和地震地质灾害考察

“5·12”汶川地震发生后，中国地质科学院专家以高度的责任心，最先对发震动力学背景进行了科学分析；5月14日董树文、张岳桥研究员等科学分析了汶川地震发生动力学背景，彭华研究员等报道了汶川地震前地应力异常资料，并通过中国地质调查局《汶川地震简报》（2,3）上报国土资源部。2008年5月15日许志琴、董树文等参加中国地质调查局汶川地震机制会商会，讨论了地震背景和机理。2008年5月18日通过新华社面向国内外发布发震构造背景、地震破裂性质和余震长期活动的科学报告，全国各媒体纷纷转载。

2008年5月16～24日，院组织以董树文副院长为领队，由吴珍汉研究员、张岳桥研究员、张永双研究员、陈正乐研究员、杨农研究员、雷伟志副研究员、石菊松博士、施伟博士共9位专家组成的中国地质科学院地震地质灾害考察队，爬跋山涉水、风餐露宿，冒着生命危险，克服重重困难，深入地震重灾区北川县城、映秀镇、陈家坝、青川县城、关庄镇与红光镇东部，实地考察活动断裂、地震破裂与地震地质灾害，获得汶川8级强烈地震地表变形、地震灾害和地震触发地质灾害第一手宝贵观测资料。6月6日完成第一篇汶川地震地表破裂论文，7月份发表在《地质学报》（英文版）。

中国地质科学院考察队向国土资源部抗震救灾指挥部提交了多份有价值的考察报告，向当地政府和群众提供了及时有效的地震科学知识及抗震救灾建议，积极协助县市抗震救灾指挥部开展地震地质灾害调查和应急排查工作。5月21日，董树文研究员、张岳桥研究员、吴珍汉研究员在广元市接受四川人民广播电台、广元市电视台、广播电台联合采访，科学地解读地震原因，解惑群众惊恐和不安。

中国地质科学院专家第一时间赶赴震中区开展地震地质灾害野外考察

a—在北川县城南郊任家坪测量地表破裂变形；b—在关庄西北观测东河口堰塞湖；c—接受地方电视台和广播电台联合采访，普及地震科学知识

参加国家汶川地震专家委员会和国土资源部抗震救灾工作

5月21日中国地质科学院6位专家被选为国家汶川地震专家委员会委员，许志琴院士任专家委员会副主任，赵文津院士、董树文研究员、廖椿庭研究员、张岳桥研究员、吴树仁研究员为专家委员会成员；5月28日组织召开首次汶川地震动力学分析研讨会，对地震机理、地震预报及相关科学问题进行了深入讨论；6月20日许志琴与董树文等编辑出版《汶川地震灾区地震—地质灾害图集》，为抗震救灾和震后重建提供了重要参考资料；赵文津院士分析了我国大震地质、地球物理数据，对地震工作和地震预报工作提出建设性的意见。9月4日董树文委员作为国土资源部代表出席了国务院新闻办主持的“汶川地震专家委员会汶川地震新闻发布会”，介绍了地震—地质灾害损失与防治工作。5月24日～6月24日，中国地质科学院韩子夜所长和吴珍汉研究员进入国土资源部抗震救灾前方指挥部，在总指挥汪民副部长直接领导下开展工作，协调地震地质灾害应急调查，深入汶川地震重灾区实地考察地质灾害，为抗震救灾工作做出了积极贡献。

6月1～25日，在国土资源部科技与国际合作司支持下，中国地质科学院组织开展了汶川地震综合调查，许志琴院士任组长，龙长兴所长和胡平副所长任副组长，分应急选址、地应力监测、活动断裂与场址稳定性调查、科学钻选址、物化探测量与监测5个小组，分别开展野外调查与观测工作，获得宝贵的多学科综合观测资料。5月23日～6月5日，中国地质科学院水文地质环境地质研究所受国土资源部委派，组织以张发旺副所长为领队专家队伍10余人，奔赴汶川地震灾区，圆满完成了10个堰塞湖的调查评价任务，提交了6份技术报告，受到水利部抗震救灾指挥部和武警水电官兵的充分肯定，为堰塞湖监测和治理工程设计施工提供了重要依据。6月下旬，地质力学研究所组织专家赴汶川地震震中地区，布设天然地震观测台站，为余震精确定位和深部地震构造分析提供了重要的地球物理观测资料；水文地质环境地质研究所根据国土资源部和中国地质调查局相关部署，组织专家赴甘肃陇南市和文县，开展灾后重建规划地质安全与水土资源保障程度综合评估，为灾后重建的宏观决策提供科学依据。

中国地质科学院组织专家积极投入汶川地震地质灾害调查

a—国家汶川地震专家委员会董树文委员出席9月4日汶川地震新闻发布会，介绍地质灾害损失与防治工作；b—地质力学研究所龙长兴所长带领活动断裂与场址稳定性调查骨干成员抵达地震灾区；c—地球物理地球化学勘查研究所技术人员在地震灾区开展物华探野外测量；d—水文地质环境地质研究所张发旺副所长与武警水利专家讨论堰塞湖灾害隐患及治理方案；e—地质研究所地震科学钻选址组专家在野外测量地震变形和同震位移；f—地质力学研究所何长虹副书记带领专家在震中地区了解地震灾情并选择天然地震观测地点

组织实施汶川地震断裂带科学钻探工程

在汶川地震专家委员会和国土资源部指导下，在中国地质调查局直接领导下，中国地质科学院许志琴院士带领有关专家策划并组织申报“汶川地震断裂带科学钻探工程”，得到温家宝总理等领导及时重要批示。2008年11月第一口地震科学钻开工，成为世界上响应地震最快的地震科学钻探工程。汶川地震科学钻探工程将采用先进钻探工艺，对汶川地震和复发微震的源区进行直接取样，开展地质构造、地震地质、岩石力学、化学物理、地震物理、流变学等多学科观测、测试分析和综合研究，揭示控制断裂作用和地震发生的物理过程和化学作用，为地震监测、预报或预警提供基础数据和重要信息，促进地震科学发展。

汶川地震科学钻探工程一号孔开钻仪式

徐绍史部长向汶川地震断裂带科学钻探工程中心主任王学龙副局长和首席科学家许志琴院士授牌

组织第33届国际地质大会汶川地震大型展览与专题报告

2008年8月中国地质代表团参加在挪威奥斯陆举行的第33届国际地质大会上应组委会特邀作汶川地震学术报告，举办了汶川地震大型展览，展版面积18m×3m（图3）；董树文研究员在“地质灾害”每日主题会上作了题为“汶川地震灾情与中国地质科学家反应”的报告，许志琴院士在专题会议上作汶川地震科学钻探学术报告，张岳桥研究员在国际岩石圈研究专题会上作有关汶川地震破裂与变形学术问题的报告，受到各国代表的高度关注。

副院长董树文研究员在地质灾害“每日专题”作汶川地震学术报告

第33届国际地质大会汶川地震大型展览

地质力学研究所全力以赴抗震救灾

“5·12”汶川大地震，震撼了中国，震撼了世界。在祖国面临大灾大难的关键时刻，地质力学研究所没有观望，没有等待，更没有退缩，立即组织有关专家，无条件投入抗震救灾行动，连夜展开震源机制分析，震情迁移分析，灾情分析。在老所长董树文副院长的组织领导下，紧急组成了调查组，第一时间奔赴灾区，冒着生命危险，开展活动断裂、地质灾害调查，收集掌握宝贵的第一手科学资料，发挥专业优势，为抗震救灾提供科技支撑。随后又多次派出专家组，前往灾区开展相关工作；同时组织多名专家、研究生组成专家组，在局的统一部署下，紧急展开地质灾害遥感解译以及环境承载力评估等方面工作，他们不分昼夜地坚守在自己的岗位上。

地质力学研究所先后直接参加抗震救灾一线工作的人员有62人，其中赴震区前线的人员有35人，坚守在后方的人员有27人；有3位专家进入国务院汶川地震专家委员会，有7位专家进入科技部专家组，为全国抗震救灾工作提供科技支撑。在整个抗震救灾行动中，地质力学研究所干部职工无私无畏的精神，坚强有力的行动，卓有成效的工作，得到了各级领导和同行们的肯定和认可，得到了各种方式的表彰。地质力学专业委员会荣获中国科协“抗震救灾先进集体”称号，张岳桥、杨农、雷伟志、施玮分别获得有组织评选的抗震救灾先进个人光荣称号。

地质力学研究所专家在地震灾区开展地震变形与地质灾害现场调查

地应力观测站5月12日观测到的地壳应力应变变化曲线

地壳应力应变变化曲线

地质力学研究所天然地震台网观测的余震震中分布图

水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情

2008水文地质环境地质研究所专家赴四川灾区调查堰塞湖险情年5月23日～6月2日，受中国地质调查局委派，水文地质环境地质研究所党委、所领导抽调精干力量张发旺、张兆吉、王贵玲、王建中、韩双平、韩占涛、聂振龙、侯宏冰、蔺文静、钱永等10位同志，与水环地调中心的孙建平等5位同志、天津地调中心肖国强等3位同志一起到四川灾区的绵阳、德阳两个重灾区调查堰塞湖险情。

震后的灾区一片疮痍，加之堰塞湖出现的地方均处于位于发震断裂附近的深山中，是震灾最严重的地方，道路山体滑坡、坍塌等非常严重，有些地段，山体松动，地势险峻，随时都有继续垮塌的危险。

面对如此艰难险境，调查组成员不畏艰险，不顾劳累，连续作战，只要天气情况允许就出发。山里道路往往已经被巨石堵塞，调查组只能徒步前进，沿途河谷狭窄，两侧山体陡峭，许多地段岩体松动，摇摇欲坠，随时有滚落的可能。如遇到余震发生，后果不堪设想。5月25日下午，在四川青川县又发生了震后的最大一次余震，震级高达级，此时，调查队员刚刚从山中出来不到2个小时。

就是在这样的条件下，调查组通过一星期的辛苦工作，配合水利部出色地完成了调查任务，提交了7个堰塞湖的调查报告，受到水利部抗震救灾指挥部绵阳堰塞湖前沿指挥部的充分肯定，提出的建议已经被采纳，用于堰塞湖的治理工程设计和施工中。

中国地质科学院年报.2008

水文地质环境地质研究所专家在地震灾区调查评价堰塞湖险情

地球物理地球化学勘查研究所积极投入抗震救灾及调查研究工作

“5·12”汶川8级地震突发之后，在国土资源部和中国地质调查局统一部署下，地球物理地球化学勘查研究所以高度的责任心和使命感，积极投入到抗震救灾工作中去。

五月下旬，国土资源部选派人员组建部抗震救灾前线指挥部，韩子夜所长受汪民副部长指派，担任前线指挥部办公室主任，除了办公室的日常工作外，还负责指挥部的后勤工作。在韩子夜所长的带领下，前线指挥部办公室高效运转，为部领导决策、统领所属各单位在灾区井然有序地工作提供了有力的支撑。

汪民副部长、韩子夜所长及科研人员在至四川前线指挥部研讨抗灾工作

选址物探测量组在现场工作

物探测量组在布设测线

六月初经国土资源部再次统一调遣，地球物理地球化学勘查研究所先后派出两批专家前往灾区第一线参加抗震救灾工作。由胡平副所长亲自带队，统一指挥，两批专家一行12人，携带7台套物化探设备，四辆越野车以及其它有关装备，分成两组积极投入到“汶川强震活动断裂调查与灾区重建场址稳定性评价”工作当中去。第一组即物化探监测组，主要进行了天然电磁场、地磁场和地气监测工作，为余震活动趋势分析和活动断裂调查提供了重要的数据。第二组即应急选址地球物理测量组，主要开展了EH4电磁测深和高密度电阻率法测量工作，为探明擂鼓盆地基岩埋深及构造发育情况和灾后重建选址提供了重要依据。

另外，在此期间，地球物理地球化学勘查研究所分别派遣两名同志前往灾区参加了抗震救灾捐赠仪器的验收工作和国土资源作家协会的撰稿工作；还有三名同志被派驻京参加了部局机关抗震救灾的保障和宣传工作。

国家地质测试中心参加汶川地震断裂带科学钻探（WFSD）—地下流体异常及地震前兆关系研究

目前已建设WFSD现场流体实验室，利用在线脱气装置、质谱仪等，进行了实时流体监测，主要测定组分包括He,CH4,CO2,Ar,H2,O2,N2和氡。正随钻建立流体地球化学剖面，开展流体变化与地震前兆的相关性研究。

WFSD现场流体实验室

WFSD现场在线脱气装置

科学家们已经发现了2021年神秘的海啸的源头，它在全球范围内掀起了波澜。2021年8月，一场级的地震在南桑威奇群岛附近发生，由此造成了一场波及全球的海啸。震中在地球表面以下47公里--由于太深，现有的科学技术手段无法引发海啸--而断裂的长度接近400公里，而这应该会引发更大的地震。

地震学家感到困惑并试图了解那天在遥远的南大西洋到底发生了什么。

现在，一项新研究显示，这次地震并不是一个单一的事件，而是五次，是一系列分布在几分钟内的子地震。第三次地震是一次较浅的、速度较慢的级地震，只发生在地表下15公里的地方。这个不寻常的、“隐蔽”的地震很可能是全球海啸的触发点。

这项研究发表在AGU杂志《Geophysical Research Letters》上，该杂志出版了短篇幅、高影响力的论文，其影响范围涵盖了地球和空间科学。

这项研究的论文第一作者、加州理工学院的地震学家Zhe Jia指出，由于南桑威奇群岛的地震很复杂，有多个次级地震，所以它的地震信号很难解释。级地震被隐藏在纠结的地震波中，这些地震波在事件过程中相互干扰。隐蔽的地震信号并不清楚--直到Jia用更长的周期，即500秒来过滤这些波。只有在那时，长达200秒的地震才变得清晰，Jia称它占了地震期间释放的能量的70%以上。

“第三个事件是特别的，因为它是巨大的，并且无声，”Jia说道，“在我们通常看的（地震监测）数据中，它几乎是看不见的。”

预测复杂地震的危害可能很困难，正如南桑威奇群岛的地震所表明的那样。美国地质调查局最初报告的是级地震，因为突如其来的海啸拍打着离其发源地长达10000公里的海岸，第二天才增加到级事件。

Jia表示：“我们需要重新思考我们减轻地震-海啸危害的方式。要做到这一点，我们需要迅速和准确地描述大地震的真正规模以及它们的物理过程。”

由于这种类型的地震可能会导致意想不到的海啸，所以改进预测至关重要。

偷偷摸摸的地震信号

当地震发生时，它会在地球上发出振动波。全球地震监测网络利用这些地震波来确定地震的时间、地点、深度和震级。Jia称，常见的监测往往集中在短周期和中周期的波，而较长周期的波可能被遗漏。但即使将长周期纳入监测，就其本身而言，也不足以捕捉到地震信号杂乱的复杂地震。

“很难找到第二次地震，因为它被埋在第一次地震中，”Jia说道，“像这样的复杂地震很少被观察到......而且如果我们不使用正确的数据集，我们就不能真正看到里面隐藏的东西。”

Jia指出，一个简单的地震可以很容易地被定位和描述。但一个混乱的地震需要被仔细地分解成它的组成部分，这样才能找出较简单的复杂地震的独特组合。

对此，Jia及其同事开发了一种算法，以此在这些混乱的地震中分离出地震信号。通过将复杂的地震信号“分解”成更简单的形式，使用不同周期的波（从20秒到500秒长不等），该算法可以识别不同的次地震的位置和属性。这就好比一个拥有完美音调的人听到同时敲击的五个不和谐的音符，但却能识别每个单独的音符。

“我认为很多人对试图处理这样的事件感到畏惧。有人愿意真正挖掘数据来弄清楚，这真的很有用，”Earth Observatory of Singapore的地质学家Judith Hubbard（未参加这项研究）说道。

无论是Jia还是Hubbard，他们都认为，长期目标应该是能像我们可以检测简单地震一样自动检测这种复杂的地震。对于2021年的地震，海啸在到达海岸时已经很小了，并且这个偏远的火山岛的大部分永久居民是企鹅。但如果复杂的地震产生更大的海啸或在人口稠密的地区发生则就会造成重大危害。