蝴蝶效应与超级海啸

宫乃斌

“你看云霞的海上，何等明媚；风雨的海上，又是何等的阴沉!”

这是冰心在《往事》里，对大海的喜怒无常所发出的感慨。

其实，更令人恐怖的是：我们不知道阴沉的大海何时会暴怒咆哮，也无法预料大海啸乃至超级大海啸能否发生。

从蝴蝶效应说起

1979年12月，气象学家洛伦兹在美国科学促进会作了一次演讲。他说，一只蝴蝶在巴西扇动翅膀，会引起周围空气的扰动；这种扰动如果“凑巧”把各种因素都交互叠加在一起，经过气流的多次反复放大，就可能导致美国德克萨斯州的一场龙卷风。“蝴蝶效应”由此轰动全球。

“蝴蝶效应”来自混沌或非线性理论。该理论认为，一切混沌系统或曰非线性系统的演化，对于初始条件十分敏感。换句话说，初始值的微小变化或偏差，因各种因素的交互叠加，往往导致大范围长期结果的巨大差异。这一结果随机性强，不可预测。

事实上，“蝴蝶效应”无处不在，无时不有。决定海啸发生与否的地壳——海洋——大气系统，正是最典型的非线性系统。

也就是说，海啸乃至超级大海啸能否发生，只能用混沌或非线性理论来求解。按照这一理论，答案既不可预测，一切又皆有可能。至于海啸中的极品——超级大海啸会在何时何地发生，抑或多少年才发生，只有上帝才知道。也许千年万年才会发生，也许须臾之间即至。

海啸与巨浪异曲同工

海啸的术语为“Tsunami”。据说1946年4月，阿拉斯加突发海啸。一个日本人目睹着巨浪大呼“津波”。在场的西方人听到后，也跟着其发音叫成了“Tsunami”。这种叫法此后不胫而走。在1963年的国际学术会议上，“Tsunami”最终为学术界所公认。

其实自古以来，日本人一直沿用中国的海啸一词。日语的“津波”本是指“港边大浪”，与海啸并不相干。1963年之后，日本词典中才顺势把“津波”引伸为“海啸叫并寄生巨浪的现象”。

海啸的大小，可以用东京帝国大学今村明恒教授的方法，按规模分为-1、0、1～4共6级。4级时，波高在30米以上，被害区域达沿岸500千米以上。3级时，波高超过10～20米，被害区域达沿岸400千米以上。2级时，波高超过4～6米。以下依次渐弱。但海啸的突发性极强，波高的测量又非常困难，事发后公布的级别报告不多。

事实上，海啸本就是一种海浪。至于超级大海啸，人们常在灾难片中见到，不过学术界并没有统一的评价标准。现实世界中超级大海啸也还是有可能发生的。

海啸发生时，滔天大浪可达十几米以上，顷刻就会席卷大片土地乃至一座城市。我们常说的巨浪也可能高达十几米以上，导致惨重的灾难。虽然海啸和波浪都会对人类社会造成巨大灾难，但两者又有着本质区别。

常见波浪源自风。大洋上强劲的风或风暴构成风场。风场里的风或风暴持续作用于海面，必然掀起波浪，是为风浪。这时，风能转换为波浪能。无论风息与否，波动都要传向远方，是为涌浪。涌浪传播到海岸，因水变浅，波速减慢波高则急剧增大，最后波峰倒卷，是为拍岸浪。所以，风浪、涌浪和拍岸浪等常见波浪都是海面浪——只在海面起伏，涉水不深；一般能量不大而且衰减较快；波长则较短。

但海啸则不同，它是从海底到海面整个水体的“抖动”，携带的能量惊人而且几乎不衰减地传播。其波长很大，可达500～750千米；而且波速很高，可迭500～1000千米／小时。它进入浅水区后，波高突然增大，往往形成几十米高、势不可挡的水墙，颇有泰山压顶之势。

海啸一般是由海底50千米内、6.5级以上的浅层强地震、火山爆发、山崩滑坡、核爆炸等海底因素或地外陨石及天体的撞击造成。

海啸必须在大洋中形成，才能“抖动”起足够深的水体。旋即以巨大的能量神不知鬼不觉迅速传播数千千米，然后以迅疾之势，不可阻挡地摧毁一切。因此，它的“业绩”常常骇人听闻。

海啸之最

翻翻历史，可知地球人对于海啸从来就不陌生，今后再次赴汤蹈海的机会也必定多多。请看海啸的若干世界之最：

关于海啸的最早记载始自国人。在《汉书一天文志》中，记录了7次“海溢”。其中因地震导致的“海大溢”有4次。“海大溢”即海啸。公元前47年和公元173年，分别发生在莱州湾和黄县海域的两次海啸相当严重。

欧洲有史以来死亡最多的海啸发生在意大利。1908年12月28日，墨西拿的7.5级地震造成12米高的海啸，死难8.2万人。

开创“人工海啸”先河的是美国人。1954年夏天，在比基尼岛的核试验激起了60米高的巨浪，引发了15米高的海啸。

1960年5月22日，智利沿海发生群震，最大震级8.4级。海啸高25米，瓦尔迪维亚半数建筑被夷为平地。沿岸百余座防波堤倒塌、2000余艘船只被毁，万余人丧生。该海啸同时以六七百千米的时速横跨太平洋，在日本冲走住宅千余所，淹没良田两万亩，15万人无家可归。这是迄今唯一一个“孪生”海啸。

1964年3月28日，阿拉斯加湾的海啸创造了浪高70米的历史记录。

有史以来死伤最惨重的海啸由印度洋地震引发。2004年12月26日，印度尼西亚苏门答腊北部海底的9.3级地震引发大海啸。灾难涉及印度洋周边11国，致使29.2万人罹难。

日本“关东大地震”及其引发的海啸最为惨烈。1923年9月1日11点58分，相模湾连续发生7.9级双中心地震和7.3、7.2级地震，随之是大海啸。海啸高12米，时速780千米。灾难中共死亡、失踪14万余人、伤10万余人，房屋倒塌受损12万余间、烧毁44万余间。地震时，3000多人在横滨湾海中避难。不料油库爆炸，10万吨石油漂浮海上。不幸又爆燃大火，大海瞬间变火海，避难者皆被烧死。

日本列岛会因海啸沉没吗

“关东大地震”前，东京帝国大学地震权威大森房吉教授与其助手、前面提过的今村明恒曾经有过两次激烈辩论。今村判断东京有地震和海啸的危险，大森则极力否认。后来地震之时，大森正在悉尼天文台地震室访问。亲眼见到地震仪的记录笔疯狂摆动，知道东京果真发生了强震和海啸，羞愧万分。

其实今村所依据的，便是日本地震和海啸的史料分析。

世上有记载的破坏性海啸大约有260次，发生在日本的就占了48％左右。可见日本不啻是地震、火山和海啸灾难的“大”国。

究其原因，是因为日本处于欧亚板块、北美板块、太平洋板块和菲律宾海板块的交汇点上。四大板块随时都在激烈碰撞。

日本的西面是日本海盆，水深在2000米以上；东面则是著名的马里亚纳海沟，水深在8000米以上。弧形的日本列岛平均只有70千米宽。

恰巧日本海盆又在不断地扩张，把日本列岛往太平洋里压。太平洋板块又在不断地向东北方向后退，速度为10厘米／年。于是，日本列岛坍塌的风险必然存在。

那么，如果这个地震、火山和海啸灾难大国凑巧再次发生超级大海啸，加之“蝴蝶效应”，那么窄窄的日本列岛，会不会一头栽到马里亚纳海沟里去?或者说，日本列岛会沉没吗?

美国国家科学院院长布鲁斯·阿尔伯茨的回答是肯定的。世事难料，一切皆有可能。(文章代码：2207)

(责任编辑)赵菲