300 万年前的地震现场曝光！古地震如何用沙子 “记日记”？

目前，人们对地球上的很多自然现象还没有认识或者认识得不清楚，地震就是其中之一。地震是地球内部结构失衡、应力突然释放并产生巨大能量的灾变事件。现代地震及其引发的滑坡、泥石流和海啸等通常会给人类带来巨大灾害。

由于地球内部的不可入性，人们对于地震的成因知之甚少。但是，人们一直没有放弃对地球内部的探测和对地震的观测。中国是世界上观测地震最早的国家，东汉科学家张衡发明了观测地震的候风地动仪。尽管如此，地震预测，特别是短临地震预测还是科学上的难题。因此，研究地震的发生机制和规律、进行有效的地震预测或防范，以减少地震带来的生命和财产损失，一直是全人类的伟大梦想和努力方向。

为什么要研究古地震？

对某一地区进行有效的地震预测或进行地震区划的前提是必须清楚这一地区地震的空间分布范围和时间上的活动趋势，如地震的强度变化规律、地震的复发时间间隔等。

与自然界数十亿年的演化史相比，人类有文字记录的历史只有几千年，借助现代地震仪记录地震的历史不到两百年。而一个地震活动区相邻两次大地震的间隔时间通常为数百至数千年，仅靠人类的历史记录或现代的仪器记录来研究某一地区的地震发生规律几乎是不可能的，这正是地震难以预测的主要原因之一。

隐藏在地下岩石中的古地震记录可以弥补人类历史记录的不足，可以提供特定地区地史时期古地震活动的长周期记录，也为恢复区域构造演化过程、确定古断裂发生时间与活动史提供背景支撑。此外，还可以利用地震事件沉积的突发性与分布的广泛性等特点进行区域地层对比。

砂土液化•地震的重要标志

在强烈地震发生时，剧烈的振动会使地下饱含水的砂土层迅速失去刚性和承载力，转换成与液体相近的状态，像泉水一样从地下喷出，出现大面积喷砂冒水的现象，严重者甚至造成水灾，这种现象称为砂土液化。通常，地震液化的范围远远大于地震造成的地表破裂范围。

喷出地表的液化砂土如果堆积成丘状或火山口形态，便被称为液化溢出丘或砂火山。如果液化后的砂土没有喷出地表，则会形成具有向上流动痕迹的液化脉，液化脉在剖面上看类似针状体。2008年的汶川地震以及2011年的新西兰地震，就分别形成了形态极为完好的液化溢出丘和砂火山。

震积岩•古地震的产物

除了液化丘、砂火山和液化脉以外，地震时还会形成许多其他特殊的现象，例如在已经半固结的岩层中形成的卷曲变形、微型褶皱，在极细的泥质沉积物中形成触变变形构造等。

震积岩在固结成岩之前大多由很软的沉积物构成，且很难在地层记录中被保存，特别是由喷出地表的液化砂形成的溢出丘和砂火山，极易被外力破坏，所以在古老地层中类似的现象就更难以保存和发现。迄今为止，溢出丘只发现于300万年以内的第四纪的地层中。

地震预测难最重要的原因是地球的不可入性。我们可以看到周围的事物，如蓝天、白云、太阳、月亮和星星等，还可以利用火箭和卫星观测遥远的太空，但是，要进入地球内部就很难了。

能够预测地震是地球科学家和地震学家的梦，我们相信随着人类科学技术的发展，随着地震科学家和工程师的不懈努力，地球科学在地震预测上一定会有所发现、有所创新、有所突破。

责任编辑｜陈天昊 岳萌岳焕琦

运营编辑｜岳焕琦

质量审核 | 赵青云 王维嘉

图文来源 | 《知识就是力量》杂志《跟着地质学家走读西山(三) 探寻15亿年前北京西山古地震》撰文 / 苏德辰（中国地质科学院地质研究所）和《地震预报,为何这么难》撰文/卓然，原文有删改，原创作品转载请注明来源。