【高欣】
根据中国地震监测网与美国地质调查局的科学数据显示，2019年截止11月14日，全球总计发生6级（包括6级）以上的地震次数为124次，7级（包括7级）以上的地震次数达了10次。毫无疑问，地震是最具破坏力的自然灾害之一。频频出现的地震灾害，让全球人们的目光都聚集到灾后的救援和重建工作。同时，也让人不禁关注，地震为何会发生呢？地震究竟能不能预测？这些问题的了解，对于我们大众的日常生活十分重要。近日，我们有幸采访到了地球科学领域的著名学者柳畅教授为我们解惑。作为负责人，柳畅教授领导并参与了多项国家级科研项目，包括国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重大研究计划、国土资源部深部探测项目和科技部国家科技支撑计划等。
记者：柳教授，很高兴能采访到您，作为业内著名的地球科学专家，请您介绍一下您的研究领域。
柳畅：我主要是从事地球动力学相关问题的研究工作，侧重于地震发生机理与地震活动性分析。近几年来，我通过数值模拟的方法，分析了中国大陆以及东南亚其他区域若干断裂带的构造应力演化与地震活动性特征，探讨了若干个大地震的孕震机制。这些研究结果对板内地震发生机理提出了一些新的认识，可以为地震带区域的防震减灾工作做出理论上的指导；同时，我还在数值地震预报方面进行了一些基础理论性的研究工作。
记者：从全世界的范围来看，地震是日常普遍常见的一种地球灾害现象。那您能不能跟我们说一说，地震到底是什么？它是如何对地表产生破坏的？
柳畅：从概念上来讲，地震是地下岩石发生破裂或者断层发生剧烈错动，瞬间释放能量，而造成地表震动的一种自然现象。断层的破裂长度与错动量决定了地震震级的大小。断层的破裂过程一般会持续十几秒到几十秒左右。断层破裂的同时会激发不同类型的地震波向四周传播。当地震波到达地表的时候，就会使地表产生一定强度的震动，对地表的建筑设施等物体造成破坏。因为地震波的远程传播，这种破坏并不仅仅限于震中区域，而是对震中一定的范围内的物体都会造成不同烈度的影响。
记者：地震发生原因或者它背后的机理是什么？
柳畅：过去在科学还没有认识到地震发生的基本物理过程的时候，人们只能通过神话故事把地震描述成青蛙、大象、乌龟、鲶鱼等，以减轻对大自然灾难的恐惧。比如，1855年日本Edo大地震（后来叫做“安政地震”）之后，当时日本的民间就通过“浮世绘”的形式描绘了这次地震，认为Edo大地震是由于巨大的鲶鱼在地下摆动尾巴所造成的。所以，在日本的神话里地震又被叫做“地震鲶鱼”。
随着地球科学的发展，1906年在美国加洲发生了旧金山8.0 级大地震之后，地球物理学家Harry F. Reid在勘察了圣安德烈斯断层的地表错动之后，提出了地震的“弹性回跳理论”。这个理论认为断层周围的岩石在释放掉积累的能量之后，断层两侧的岩石会弹性回跳到之前的位置，重新恢复平衡状态。随着地球科学更进一步的发展，地震学家又能理解到，地震是断层的应力超过了断层的破裂强度而发生剧烈错动的结果。并且地震的发生具有一定的周期性，也就是具有地震能量“积累-释放-再积累-再释放.....”这样的一个不断周期循环的过程。现在，地震学家还可以通过岩石物理实验，来观察岩石样本里的地震破裂过程；或者通过数值模拟的方法，来定量地考察断层在一个地震周期内的应力积累速率，和地震发生时断层释放应力的大小；借此来探讨地震的发生机理。
记者：您目前的地震研究的区域都有哪些？从目前的研究结果来看，是否能发现地震容易在什么地方发生？
柳畅：我目前的研究主要包括了中国大陆的若干大地震，比如，2008年发生在龙门山断裂带的7.9级汶川大地震，以及1976年发生在华北盆地的7.8级唐山大地震。还有东南亚其他地区的一些大地震，比如，2018年发生在印度尼西亚苏拉威西岛的7.5级地震，以及2015年发生在尼泊尔的7.8级地震。
对于地震的发生机理，我们虽然可以简单笼统地认为，应力积累水平高的地方容易发生地震。但是，如果要进一步问为什么有的地方应力积累水平比其它地方要高。我们就很难给出统一的答案。主要的原因还是地震应力积累过程的区域依赖性太强。不同断裂带区域的构造运动环境不同，其地壳深部结构条件也不尽相同。因此，对于不同的地震还需结合区域具体的地壳结构，来建立相应断层模型进行数值模拟分析。在过去10年中，我通过建立中国大陆若干断裂带区域的岩石圈模型，数值模拟分析了这些断裂带区域的震间应力积累过程与空间分布状况。我发现，地壳结构的几何形态与地壳流变结构共同影响了断裂带区域的应力积累状态。比如，在莫霍面Moho隆起处(地壳薄弱带)与地壳流变结构的突变地带，应力积累水平相对较高，容易发生地震。这些发现对板内地震的成因机理提出了新的认识。这项研究结果已经于2016年发表在《Physics of the Earth and Planetary Interiors》等国际重要学术期刊上。
目前，我正在与其他国家(包括美国与日本等地震多发国家)的地球科学家合作，将研究区域推广到美国加洲圣安德烈斯断层、阿拉斯加、以及日本海沟俯冲带等地震带区域。在过去几十年里，地球科学家在这些断裂带区域已经积累了丰富的地震观测数据。这些数据可以为地震发生机理的研究提供宝贵的资料。我希望能通过全球不同断裂带区域地震的对比研究，试图找到不同区域地震发生机理可能存在的一些共性，进一步加深对地震发生机理的认识。
记者：在民间，地震究竟能不能预测一直是个争论很久的话题，地震到底能否预测到呢？
柳畅：一直以来，地震预测都是地震学研究中的重点与难点问题之一，也是人们一直在关注的问题。在民间，百姓对于“地震预报”可能还存在一定程度上的误解，认为“地震预报”应该像我们日常生活中的天气预报一样准确，认为有关机构应该给社会提供准确的未来地震的信息。但是，谈到地震预报，就要求对地震的时间、地点和强度信息的正确了解。目前，全球任何一个国家机构都无法做到这一点。地震预报的一个最大难点就在于地下结构的不可见性。目前，我们对于地下结构的了解，基本都是通过间接的手段来获取，比如通过地震波层析成像的手段。但是，由于地震台站的数量与地震数据的质量不同，所得到的地壳结构的成像分辨率也就有高有低。在极少数区域，地球科学家掌握有地下钻孔资料信息。目前，地球上最深的一个钻孔是12公里左右。但是，12公里的深度对于半径在6400公里左右的地球而言还是太浅。同时，地下结构的区域横向差异性也很大。因此，我们不能借一斑而窥全豹，简单地用一个钻孔的数据资料去适用于全球其他区域。所以，迄今为止我们对地球内部的精细结构的了解还十分肤浅、有限。
在民间，百姓对“地动仪”可能很感兴趣，但是对它的功能与作用还存在一些误解。一次大地震发生之后，民间经常会出现一些这样的声音或者疑惑。他们认为，在历史记载中我们国家东汉时期发明的“地动仪”就能在历史上预测地震。为什么到了21世纪的今天，我们反而无法预测地震呢？
这里需要说明的是，“地动仪”并不能预测地震，它所感应到的是一次地震发生之后，地震波到达当地后引起的地面震动，而不是针对某一个方位将来可能发生地震的预测。另外，人们对“地震预警”与“地震预报”这两个概念可能也容易产生混淆。“地震预警”是指，地震发生之后地震波传播到震中周边的台站被记录到，地震预警系统利用无线电波速度比地震波速度要快得多的多的特点，给远离震中的地区发出警报，比如手机短信，来通知人们什么地方刚刚发生了多大的地震。让当地的人们在地震波到来之前，能有效地利用宝贵的几秒钟时间，提前做出必要的响应，避免更大的损失。但是地震预警也存在着盲区，还可能产生误报。
地震预报是世界性科学难题，这是客观现实。但这并不意味着地震预报工作的探索没有价值。虽然，目前我们还不能像天气预报一样对地震进行预报。但是，我们现在就应该从地震发生机理的基础研究工作做起，为将来的数值地震预报打下结实的理论基础。另一方面，我们目前可以做到的是，在一定的程度上分析不同事件的发生(比如周边区域的地震发生、水库、地热开采、油气开采的水力压裂等人类活动、潮汐等)对断裂带地震活动的影响，分析这些外在因素在何种程度上，会促进还是减缓断其将来地震的发生；可以从理论的角度给当地的防震减灾工作做出参考。
记者：这样看来，您的研究可以为地震频发区域的防震减灾工作作出一定的指导。
柳畅：是的。一个地震的发生会改变周边区域的应力状态，从而影响周边区域的地震活动性。我们可以通过计算来判断，它在何种程度上、是增强还是减缓了周边区域的地震活动性与危险性。这种地震触发理论，已经在世界不同的断裂带区域得到了广泛的应用。2015年4月25日尼泊尔发生7.8级地震之后，第二天在我国西藏南部的聂拉木县紧跟就着发生了两次地震，分别是5.9级与5.3级。之后，我通过计算这次尼泊尔7.8级地震造成周边区域的应力变化，发现这个地震在很大程度上增强了我国藏南地区的应力，认为尼泊尔地震触发了我国聂拉木县的这两次地震。同时，这个地震还增加了尼泊尔加德满都南部地区的应力。在过去500年间，加德满都南部地区还没有地震发生，我认为这个地区将来的地震危险性较高，在防震减灾工作中应该受到重点关注。这项研究结果已经于2017年发表在国际重要学术期刊《Physics of the Earth and Planetary Interiors》上。希望我的研究工作能为当地的防震减灾工作起到一些帮助。
记者：感谢您的研究，您的研究使我们对地震的发生机理有了更新的认识，也为震区的防震减灾工作起了很大的作用与帮助。
柳畅：这是我们地球科学研究人员应该做的事情。
后记：面对中国地震灾害的严峻形势，柳畅投身于地球动力学的研究，为理解地震的发生过程及灾害机理做出了重要贡献，为数值地震预报做出了理论性的基础工作。正是柳教授这样的研究人员的付出，才使得我们能更清晰地认识地震的发生原理，也能更为有效地进行防震减灾工作。
