2025年3月28日,位于缅甸曼德勒西南地区近南北向的实皆断裂带上发生7.8级强震,震源深度30公里。这场地震形成了长达480公里的地表破裂带,不仅造成当地严重人员伤亡,并对周边多国造成显著影响,成为近年来全球最受关注的地震事件之一。

  缅甸地震为何不同寻常?

  2025年10月30日《科学》杂志封面。(资料图)

  不少人会疑惑:同为七级以上强震,为什么这次地震的破坏范围和影响程度如此突出?2025年10月30日美国《科学》杂志以专题的形式集中发表了四篇论文,试图回答这一问题——这不是一场普通的强震,而是罕见的“超剪切地震”,其独特的破裂方式和断层结构使其破坏性远超常规地震。那么,究竟什么是超剪切地震?它与普通地震又存在哪些本质区别呢?

这个地震不寻常

  缅甸地处印度板块与欧亚板块相互作用的边界核心地带,属于全球主要地震带之一的欧亚地震带(地中海-喜马拉雅地震带)最活跃区域。印度板块因持续的地质运动,在缅甸西部以向下俯冲、向东推进的双重运动形式,对欧亚板块形成强烈挤压,导致该区域地壳构造运动异常剧烈,长期积累大量地质应力。地震学家研究发现,此次强震源于全长1200多公里的大型实皆活动断裂带,该断裂带本身就是板块运动的直接产物,历史上地震活动极为频繁。据统计,这里在近100年来平均每11年就会发生一次7级以上地震,是全球强震高发的断裂带之一。而此次地震的震中恰好位于这条断层上一段长达250公里的“地震空区”上,即长期没有发生过强震的断层段落。该区域自1897年以来,已经积累了超过一个世纪的应力,就像一个被压紧的弹簧,一旦释放就会爆发出巨大能量。这也是此次地震强度惊人的重要前提。

  从地质运动细节来看,本次地震的主要错动形式为右旋走滑错动,即断层两侧岩块沿水平方向相对运动,就像两块相互摩擦的木板,沿着水平方向相对滑动。这种错动模式能在短时间内快速释放板块长期积累的巨大应力,进而引发7.8级的高强度地震。

  此次地震发生后,引起社会广泛关注。有人担心此次强震是地球进入“震动模式”的信号,但根据往年数据分析,全球平均每年发生7级以上地震12-14次,2025年同期地震频率甚至低于2024年,属于正常波动范围。

超剪切破裂与断层损伤带

  此次缅甸地震的与众不同之处在于,它是一次罕见的超剪切地震。简单地说,超剪切地震就是地震破裂速度超过剪切波速的特殊地震类型,其核心特征是破裂传播极快、能量集中释放。相比普通地震,它持续时间更短,但产生的地面运动更强、破坏范围更广,易引发剧烈震动与次生灾害。由于这类地震多发生在板块边界或活动断层带,如俯冲带、走滑断层,因破裂面光滑、应力积累充分等条件触发,对地震预警和工程抗震提出更高要求。

  缅甸地震为何不同寻常?

  2025年3月30日,人们在缅甸曼德勒开展搜救工作。新华社|路透|图

  在《科学》杂志的缅甸地震专题中,美国地质调查局地质灾害科学中心的戈德伯格(Dara E. Goldberg)等人通过综合震源机制解、地震波反演与高密度台网数据,确认此次地震属于罕见的超剪切破裂事件。所谓的超剪切破裂,可以用生活中的如下场景加以理解。我们不妨把地震断层想象成拉链——平时断层两侧的岩石被紧紧拉合,当板块压力超过岩石承受极限,“拉链”就会突然崩开,这个崩开的过程就是地震破裂。普通地震的破裂速度,就像我们正常拉拉链的速度,而超剪切破裂则是猛地用力一扯,破裂速度甚至超过了地震波本身的传播速度。地壳中剪切波的速度约为3.3公里/秒,而这次地震的破裂速度达到4.6-5.3公里/秒,远远超过了剪切波在地壳中的传播速度。

  美国加州大学洛杉矶分校的徐浏威等人,通过联合分析地震波速度结构与合成地震记录,精准定位了破裂速度从亚剪切向超剪切转变的关键位置。研究显示,这一破裂加速点并非随机出现,而是与断层两侧的岩石物性差异密切相关。该区域内,断层一侧为相对坚硬的地壳岩石,另一侧则是相对松软的低速层,两侧材料的性质差异会引发应力集中与能量反射,进而推动破裂局部加速,最终突破剪切波速度阈值。

  超剪切破裂会产生可怕的马赫锥效应,如同超音速飞机突破音障时产生的冲击波,地震能量无法及时向四周扩散,会在破裂前沿不断叠加形成能量集中的扰动,形成一道能量集中的“破坏墙”,从而显著放大地表震动幅度,建筑物受到的冲击力自然成倍增加。而让超剪切破裂能跑这么远的关键,是宽断层损伤带。

  中科院地质与地球物理研究所的韦生吉、陈凌等人联合其他机构的学者,利用多尺度观测,包括接收函数像与强震动记录反演,揭示了破裂区的深部结构特征。结果表明,发震断层周围存在一个宽约2公里的特殊区域,这里的岩石松散破碎,地震波传播速度比周围低45%,被称为“损伤带”。对比普通断层,这里的损伤带不仅更宽,内部结构还特别平直,没有复杂的、能减少破裂过程中能量消耗的分支干扰,因此能让超剪切破裂持续传播200多公里而不减速。正是超剪切破裂“引擎”配上断层损伤带“专用跑道”,才让这次地震的破坏力跃上了一个新台阶。

实皆地震的启示

  简单总结,此次缅甸实皆地震破坏性大,关键在于三个方面的原因:一是它形成了480公里的超长地表破裂,让能量在广阔区域集中释放;二是断层两侧岩石软硬不同,硬岩与软层交界处应力集中、能量反射,推动破裂加速到超剪切状态;三是地下有个2公里厚的低速断层带,助力破裂超高速传播,进一步加重了破坏。

  这份关于缅甸地震的研究,为我们应对未来地震风险提供了宝贵经验。首先,它刷新了我们对活跃断层的认知,实皆断裂带的案例证明,那些长期“沉默”的断层,可能正在积累更危险的能量,未来发生超剪切强震的概率不容忽视。研究团队精准定位的超剪切破裂启动区和损伤带分布,为实皆断裂带周边城市的抗震规划提供了明确依据。其次,以往的地震预警多依赖震级和距离,而这份研究告诉我们,断层的构造特征、地质背景同样关键。未来通过监测断层损伤带的分布和岩石特性,我们或许能提前判断某段断层发生超剪切破裂的可能性,为地震预警争取更多时间。

  最深刻的启示在于,人类无法阻止板块运动,但可以通过科学研究减少灾难损失。这场地震留下的伤痛,最终转化为推动防震减灾进步的动力。倘若我们能够精准识别超剪切破裂的信号,掌握断层损伤带的规律,或许就能从被动承受转向主动防御。

  南方周末特约撰稿 马志飞

  责编 朱力远