第05版:纪实

李玶:解开大地强震的奥秘

李玶

“欢迎!”记者刚推开门,一位满头银发的老人就迎了上来。他穿着灰褐色毛衣,外面套一件黑色棉背心,头发几乎全白却不稀疏,整齐地向后梳起,露出宽阔的额头,脸上有几处皱纹,但看上去要比他的实际年龄年轻许多。交谈时,他的语调中气十足,思维清晰敏捷。

他是中国工程院院士李玶,新中国最早从事地震构造研究的学者之一,曾在三峡大坝、大亚湾核电站等多项国家重大工程的选址工作中做出杰出贡献,在国际上率先提出“强震发生断层”的防震减灾新理念。但他自言一生多波折,从中学时起就觉得自己不够聪明。因此,他把“好钢用在刀刃上”改成“力量用在刀刃上”,以此来鞭策自己,最大限度地把时间和精力集中于一个明确的目标:探索地震构造的奥秘。

三斗坪,难得的好坝址

“高峡出平湖”的三峡工程举世瞩目。那里安全吗?坝址附近未来是否有发生强地震的可能?1959年,李玶刚从哈尔滨军事工程学院调到中国科学院地质研究所工作不到两个月,就接到了“长江三峡地区的地壳稳定性和地震危险性研究”的重任。

李玶很兴奋。他知道,美国二战前由经济大萧条到重新振兴就是从罗斯福新政的“TVA”(田纳西州水利计划)开始的。

“现在,我们的YVA(扬子江开发计划)也要启动了。”李玶说。他年少时饱经国家动荡之苦,多年苦读,志在报效国家。

但激动之余,李玶又很焦虑。当时,三峡地质方面的资料奇缺,相关研究近乎一张白纸。李玶于1947年从中央大学(今南京大学前身)地质系毕业后,以优异成绩留校任教,后被调往哈军工,虽有十余年地质科研经验,但始终从事教学工作,野外工作经验不足。从哪里下手呢?“简直难以置信。这项伟大而艰巨的任务几乎是从盲人摸象的状态开始的。”李玶微笑着回忆道。

李玶穿梭于国内多家地质相关科研单位,向专家学者们虚心求教,同时集合研究小组的二三十位同事,群策群力,采用多种方法综合分析,制定方案。其中,中科院地质所两位老前辈的指点使李玶受益匪浅。张文佑先生告诉他:“地震活动是现代地壳运动的结果,你要从不同时代的构造中找出最新的构造活动特点。”侯德封先生说:“你要像剥竹笋那样,把那边的地质构造从老到新一层一层搞清楚,把最嫩的芯剥出来。”李玶至今满怀感激,认为两位先生不仅指引着他最终圆满完成了三峡任务,甚至开启了他一生的研究方向。

经过充分准备,李玶作为中科院701地质考察队队长,用扁担挑着行李,带着队员们出发了。为彻底摸清三峡地区的地质构造,他们跋山涉水,风餐露宿。时逢三年自然灾害,他们常以野菜、柚子皮、甜菜渣等充饥。他们亲历过洪水肆虐,发现过老虎、蟒蛇的踪迹,还曾与山崖上掉落的大石擦肩而过,所幸一一化险为夷。他们日行数十里山路,边走边搞研究、做记录,劳动量惊人。很多人身体浮肿却仍坚持工作。因为他们深知三峡安危关系重大,不敢有半点马虎,不曾放过一个疑点。用李玶的话说,“工作拼命到了忘我的地步。”

由于长江三峡地区地域广博,仅凭一双腿查勘,进度实在太慢,李玶请求上级调来中科院一架苏制直升机进行空中目测勘察,获得批准。有了飞机代步,李玶和同事往返穿行于三峡上空,效率大为提高,但有几次差点遇险。一次,飞机在云雾中迷失了航向,差点撞上悬崖,好在飞行员在千钧一发之际使飞机垂直急速上升,才躲过一劫;还有一次,飞机在空中飞行时突然油管堵塞,幸好平时从不上飞机的机械师那天偏巧在飞机上,及时解决了问题,使渐渐下坠的飞机又重新飞了起来。

在飞行目测与地面核查的结合下,研究渐渐有了眉目,李玶形容为“芝麻开门”。当时,究竟是断层活动引起地震,还是地震产生断层,成为当时国际地震界广泛争论的问题。李玶将三峡附近地区历史上有地震记录的震中位置在地图上逐一标明,再从空中往下俯瞰。“我们国家地震记录的历史有三千年,一看便知。这个问题没什么好争的,当然是断层活动产生地震,因为震中都位于同一条活动性大断裂带上。”

另一个让李玶更为惊喜的收获是,三峡大坝的目标坝址“三斗坪”所在的黄陵庙地区,过去人们都认为其地质构造是拱状的“背斜”(岩层在地壳的强大挤压作用下向上凸起变形)。这是一位著名地质学家的观点。然而,经反复验证,李玶最终确信,该地区并非“背斜”,而是位于一个长方形的新生代断块上,四面被大断裂带围限。李玶指出,虽然四周大断裂带易发生强震,但这个南北长120公里、东西宽75公里的大断块内部却相对完整,不会发生强震,只会受到来自四周断裂带强震的影响。西边的仙女山断裂带离坝址最近,有20公里,因此三斗坪的地震强度从高估计可达Ⅶ度。

“三斗坪是一个难得的好坝址。”艰苦奋战3年,李玶带领团队交出了勘察报告,获国家评审通过。后来,三峡工程因“文革”一度停滞。改革开放后,关于兴建三峡大坝,各方争议很大。全国政协审议三峡工程的会议上,地震局领导让李玶在会上作了《长江三峡工程区域地壳稳定性评价报告》。此后,各界对三斗坪坝址的地震稳定性没有异议,但对泥沙淤积和移民等问题仍有争论。

如今,世界上最大的水力发电工程巍然屹立在三斗坪地区。李玶说,作为地质构造学者,他对坝区安全的判断至今没有改变。他认为,三峡大坝所在的断块内不存在发生强震的地质条件,大概数万年内都是非常安全的。

人生的机缘

“人生许多事,都是机缘。”李玶在采访中多次这样说。这与他的人生经历和性格有关。

他于1923年出生在湖北省大悟县一个名为“汪洋店”的偏僻小镇。小镇坐落在一个梯形山岗上,山坡上长满乌桕树,一到秋天,漫山红叶,景色迷人。他的父亲是普通农民,母亲目不识丁,家中兄弟姐妹众多,家境十分贫寒。

在李玶4岁那年,一群歹徒假借“革命”之名闯进他家,将财物洗劫一空,还杀害了他的父亲,更扬言要“斩草除根”。李玶随全家连夜逃离,后迁至武昌定居。小学未毕业,抗日战争就打响了,他又随家人乘船逃往重庆,沿途看到江中漂浮着不少难民的尸体和行李箱。他暗下决心,一定要发奋学习。

父亲去世后,全家生活均仰仗大哥李琰。父亲虽只念过两年私塾,却颇为开明。当年尽管家庭负担很重,但他仍然答应了长子李琰18岁时离家外出闯荡的请求。李琰后来投身革命从军,逐渐显露才干,成为国民党少将。在大哥的资助下,兄弟姐妹们获得了受教育的机会,后纷纷考取知名大学。二哥李璠成为植物遗传学家和古琴专家,三哥李理成为生态地植物学家,妹妹李群成为细菌学家,李玶则成了地震构造学家。他们后来被大悟人合称为“汪洋五兄妹”。

逃难到重庆后,李玶考入南迁的南开中学。高二那年,大哥的经济援助断了。因当时大学学费和伙食费全免,李玶决定提前以同等学力报考大学。为此,他每天晚睡早起。为了不影响其他同学,他每天晚上回宿舍时总是蹑手蹑脚,小心翼翼;清晨天还未亮,又摸黑打开窗,沿窗外的一根电线杆滑到地面,借路灯读书。

那年,李玶同时报考了同济大学、中央大学和四川大学,连续参加了9天考试,最终以优异成绩被三所大学录取。因不忍远离病重的母亲,李玶最终选择了中央大学地质系。大学时代,他对地质学和大地构造产生了浓厚兴趣。同学们在课余时间打桥牌、下象棋、玩麻将,他却一心扑在专业上。每到周末,他经常怀揣李四光写的地质学小册子到野外观察研究不同的地质构造。

“所有的功夫都不会白费,年轻人尤其要记住这点。”李玶说。得益于大学时在野外下的“死功夫”,早年在南京大学、哈军工任教期间,李玶受邀为无锡纺织业解决水源问题,为河南浉河南湾水库大坝勘测钻探,为中国沿海地下军事工程选址,均获成功。他不断下“笨功夫”,后来在参与国家多项重大工程时均做出突出贡献。

1984年的一天,李玶突然接到国家核安全局的电话,说在中国第一座核电站——深圳大亚湾核电站的核岛建设过程中发现一条几米长的裂缝。当时负责施工的法国专家要求停工,对核岛区重新进行地质安全评定。早在5年前,大亚湾核电站进行选址时,李玶就曾参与其中。他深知,核电站安全与否的一个至关重要的问题,就是将来会不会受到地震破坏。当年,他借鉴三峡的经验和美国核电站选址的准则,采用多种方法,最终得出大亚湾核电站核岛区没有能动断层,海域几十公里内没有大的活动断裂带存在的重要结论。

那么,这条裂缝究竟是否来自活断层?核岛区未来有地震的危险吗?李玶迅速赶到核岛建设现场。当时的情形是,倘若全面重新勘探,至少需要一年时间,然而,每停工一天将损失100万美元。李玶请工人把所有钻孔时挖出的岩芯全部抬出来,排列在地上,并查看裂缝处的地质构造。“真的太巧了!”李玶回忆说,他在南大时恰巧研究过矿床,而出现裂缝的地方正好是一个矽卡岩矿脉。他分析认为,当地的地层构成主要是砂岩和石英岩,而裂缝处偏有一层薄薄的石灰岩,又刚好被一块含硫化铁的花岗岩脉侵入,经年累月的作用下,石灰岩中的碳酸钙被硫化铁溶成的硫酸融解,于是出现了裂缝。后来,地质雷达的探测进一步证实了李玶的观点,法国专家也表示认同。于是,核电站建设没有因这个意外出现的裂缝而停工一天,避免了巨额损失。

从事地质构造研究数十载,李玶曾为二滩、澜沧江小湾等多个大型水电站的选址进行地震危险性评定;曾主持西昌—渡口地区的地震危险区划及烈度区划、海南岛琼北地区烈度复核等工作;曾用精准的判断和多重防震措施,使云南阳宗海火电厂得到扩建,让5000名职工免于下岗失业……李玶踏访了中国数不清的山川,攀过悬崖峭壁,涉过深涧洪流,带着地质锤、罗盘和干粮,双眼紧盯着在别人看来毫不稀奇、在他看来却奥秘无穷的土地。他说:“能做这些事,我很快乐,从来没觉得苦。”

地震预报的探索

李玶自幼性格内向,在人多的场合不爱说话,人生中许多事是被动接受,很少主动争些什么。但他却有一种执着:倘若将一件事交给他,他就会全力以赴,尽心负责到底,没有一丝含糊。在学习和工作上,他从不人云亦云,遇到问题,不弄清楚绝不罢休。他说:“要遵循前人制定的规范,但不要被它捆死。科研要与时俱进,以新材料、新成果修正旧认知。”

国内外不少学者认为,地震预报在理论上是不可能的或者是很困难的。但也有另外一种声音:地震是地壳快速释放能量过程中造成的震动,有规律可循,有提前预报的可能。李玶的专业方向是地震构造研究,并非预报,但在多年探索地震奥秘的过程中,他不可避免地一直在思索地震预报的可能性问题。

1975年,辽宁海城发生地震后,李玶曾接到国家地震局的任务,确定下次强震发生的地点。刚从西南考察归来的他,在考察了数十个破坏性地震震中区后,总结出这些强震震中区在大地构造、地貌、水文地质等方面的16点共性。他根据这些共性,用图像识别法计算得出几个7级及7级以上的地震危险区,第一个是唐山,另外还有渤海、张家口等。李玶将其称作一次尝试。值得注意的是,仅半年后,唐山大地震就发生了,地点、震级等与李玶提交给国务院的报告基本吻合。这是巧合吗?李玶说:“仍有待深入研究。”

李玶对地震特别是强震的认识有突破性的进展,始于1999年台湾集集地震。他发现,造成人员伤亡的区域主要集中在几十米宽的断层范围内,那里的建筑物基本无一幸免,而断层以外的建筑物大多坏而不倒,甚至离断层仅一米处的建筑仍巍然屹立。联想到几十年来多次看到的极为相似的“怪现象”,他顿时茅塞顿开,沿着这条线索深入研究,提出了“强震发生断层”的新理念。

李玶发现,地震带内并非任何地方都会发生强震,只有极少数的狭长条带才会发生强震。这种条带规模很大,往往绵延数百公里,宽数米甚至上千米,深十余千米甚至可切穿地壳。李玶将这种条带称为“强震发生断层”。强震发生断层内外界限分明。地震时,断层内的烈度比断层外陡增两到三度(即地震级数相差两到三级)。因此,地震时,相距不过数米、抗震强度相似的建筑,位于断层内的会荡然无存,位于断层外的则不会倒塌。

2008年的汶川特大地震正是发生在“强震发生断层”上。李玶强调,由于强震发生断层能引发重大自然灾害,因此其预防的重要性和紧迫性不言而喻。他总结多年地震研究经验,最终形成了抗震减灾“3+1要点”方略:第一,要查清一个地区有无强震发生断层,大坝、核电等重要工程及城乡建设尽可能避开,若不能避开,则应采取特殊抗震措施;第二,鉴定建筑物的抗震能力;第三,经鉴定不合要求的建筑应采取相应措施加固或拆除。

李玶说,要做到这三点,目前国内已完全具备技术条件,若能切实做到,就将等同乃至胜于成功预报强震。而“+1要点”则是指强震来临前,给群众打个招呼。他认为,地震预报是可能的,并且中国在强震预测方面已有多种方法,取得了可喜进展。

李玶把生命中的多数时间都花在了他钟爱的地质研究上,生活十分简单。虽言语不多,但他生性豁达,人缘一直不错。虽然曾失去过留苏学习的机会,还曾两次被下放农村锻炼,但他始终怀着平常心,努力做好自己能做的事。即使身处困境,他也从未放弃看书学习。

由于长期在野外强阳光下作业,1999年,李玶双眼患白内障,没想到竟意外遭遇手术失败,几乎失明,后经全力挽救,视力才勉强恢复到能看到物体朦胧的轮廓。李玶没有向为他实施手术的医院和医生提出诉讼、索要赔偿。他说:“人生遇到这种事,有什么办法呢,去告她也无法挽回,医生也不是故意的。”

虽然看不清世界,但李玶仍未放弃研究。十多年来,李玶请老伴念资料给他听,自己摸索着用笔写作,再由老伴整理出来。他仍然乐观地期盼着自己将来有一天可以重见光明。

“人生不要追求太多。追求越多,失望就越多。人生最重要的是,看准你的目标,坚持下去。”老人语重心长地说。怎么确定目标是不是看准了呢?“唯一的标准:人民需要的,又是你所喜欢的。”他说。

来源:《人民画报》

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