太平洋西北地区面临大地震风险*

Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

太平洋西北地区面临大地震风险*

Ivan G Wong

（Seismic Hazards Group，URS Corporation）

欢迎来到俄勒冈州波特兰市——我的家乡——参加美国地震学会年会！这里有蓝天（当然是不下雨的时候），有威拉米特河（Willamette）和哥伦比亚河（Columbia），有众多的溪流湖泊、壮丽的火山峰（晴天时朝北方和东方看），有绿树、绿树、更多的绿树，有美味的黑比诺葡萄酒，当然还有巨大地震。请注意，我说的不是大地震，而是巨大地震，比如说9级地震！糟糕的是，几乎没有人知道这一情况。噢，那也不全对。还是有一些波特兰市、俄勒冈州和太平洋西北地区的居民知道这个地方将会发生地震，但遗憾的是大多数人很少去考虑这些潜伏的危险，当然也就没有做好准备。

最大的、最强烈的地震就潜伏在太平洋西北地区，确切地说在沿卡斯卡迪亚（Cascadia）俯冲带大型逆冲断层绵延的美丽的海岸线下方，这一大型逆冲断层位于北美上覆板块和胡安·德富卡（Juan de Fuca）下沉板块之间。但成千上万的高危建筑，如无筋砌体、立墙平浇结构、抗震规范出台前的钢骨结构以及脆弱的交通运输结构，仍然维持原状，这些建筑在下一次巨大逆冲型地震来袭之时很容易受到破坏或倒塌。现在距上一次9级地震袭击太平洋西北地区已有300多年，那次地震发生在1700年。地震引发的海啸横扫美国加州北部海滩、俄勒冈州、华盛顿州、加拿大不列颠哥伦比亚省南部，甚至影响到日本。若再次发生类似事件会造成数千人丧生，尤其会给沿岸地区造成巨大损失，甚至对远在内陆的一些地区的基础设施也会造成严重破坏，这些地区包括美国俄勒冈州威拉米特谷（Willamette Valley）、华盛顿州普吉特海湾（Puget Sound）以及加拿大不列颠哥伦比亚省温哥华。那很可能将是有史以来袭击美国的最为严重的自然灾害。

1 俄勒冈州会发生地震吗？

面对这样的潜在危险，人们为什么还会如此悠然自得？所有地震危险区其实都存在如下通病：拒不承认、竞争所需以及经济挑战等。问题是普吉特海湾外的太平洋西北地区几乎没有人经历过大地震，甚至连一次中等强度的地震也没经历过。只有经历过大地震才能激发人们做好准备的动机！说来也真够奇怪，尽管俄勒冈州位于卡斯卡迪亚俯冲带之上，但在过去150年的历史记录中该州却只经历过屈指可数的几次5级地震、两次抑或三次6级地震：一次是1936年该州东部Umatilla镇附近发生的地震，另外一次是1993年该州南部Klamath Falls附近发生的地震，也就是在那里第一次出现了俄勒冈州地震造成的正式死亡记录（1964年M 9.2地震引发的阿拉斯加海啸曾造成4人死亡）。在其南边，俄勒冈州与加州交界附近1873年发生过M 7.3大地震，此次地震可能与地震活跃的Gorda板块有关。俄勒冈州最令人难忘的地震可能要数1993年的Scotts Mill M 5.6地震，那次地震使州议会大厦遭到毁坏。由于立法机关的恐惧不安，大厦最终得以改造。

在其北边的普吉特海湾地区，1949、1965和2001年的M 6.6～6.8深源地震引起当地居民极大恐慌。普吉特海湾外的华盛顿州只遭受了一次大地震侵袭，那就是1882年的M 6.8 North Cascades地震。

2 浅谈未来的这次大地震

人们如此悠然自得的另一个原因可能基于下述事实：即卡斯卡迪亚俯冲带的孕震状态只是在最近20年才得到确认。20世纪80年代中叶以前，科学家普遍认为该大型逆冲断层是无震的，主要依据是没有观测到地震活动。

1984年，加州理工学院的Tom Heaton和Hiroo Kanamori首先提出卡斯卡迪亚俯冲带会在巨大地震中破裂，他们也因此成为能够提供有关这一问题的有说服力论点的首批科学家。1987年，美国地质调查局（USGS）的Brian Atwater，以及随后的其他地质学家，在华盛顿州和俄勒冈州的沿岸沼泽开展对从前林区的埋藏土、同震沉入河口的湿地以及海啸形成的沙滩的研究工作。该项研究成果最终给出了有关这种大逆冲型地震的第一个直接的、令人信服的地质证据。1996年，当时在密西根大学工作的Kenji Satake发现了这样一个事实：1700年1月27日，一场海啸袭击了日本东海岸，海啸很可能源自卡斯卡迪亚俯冲带的一次9级大地震。那也成了最终的定论。

现在，大家普遍认同沿卡斯卡迪亚俯冲带大型逆冲断层曾发生过多次巨大地震破裂这一事实，因此，目前研究的重点都集中在对这些巨大地震的破裂过程和复发时间进行研究，以期对未来地震和潜在危险作出预测。由于无法利用地震活动对这一大型逆冲断层进行成像，所以在过去的15年间，太平洋地学研究中心（Pacific Geoscience Center）的Roy Hyndmann和Kelin Wang一直在利用大地测量和地热数据来界定该断层的破裂面。很显然，该大型逆冲断层的东部陆上延伸部分将对地震动产生巨大影响。太平洋地质研究中心的Herb Dragert及其同事发现了ETS（深部不连续颤动与滑动）事件，并将它们与该俯冲带的演变过程联系起来，这一结果为帮助解决这一难题带来了极大希望。

俄勒冈州立大学的Chris Goldfinger及其同事的开拓性工作堪称能够预报下一次9级地震的最重大的突破性成果之一，他们收集、检验并分析了浊积岩心（海底峡谷滑坡沉积物）。Chris在全新世浊积岩记录中识别出了19次或20次事件，它们似乎都是完全破裂的9级地震，因此，这一记录成为世界上最长、最全面的古地震年表。这些巨大地震事件间隔最短200年，最长800多年，平均间隔约500年。目前已过去了310年，这一定时炸弹正滴答作响。减轻地震灾害不可能在一夜间实现，所以现在已经到了刻不容缓的地步。

3 大地震什么时候到来？

卡斯卡迪亚地区地震工作组（CREW）于2005年发表了他们的研究成果，题为“卡斯卡迪亚俯冲带地震：一次9.0级地震之情景描绘”，他们在文中言辞谨慎地声称，如此之大的未来地震会造成“前所未有的破坏，还可能造成数千人伤亡。”因为该大型逆冲断层破裂的区段很长，所以地震的影响范围也会很大。沿岸社区将会遭受最强烈的地震动、滑坡以及海啸。楼房、公路、桥梁和公用事业管线都会遭到不同程度的破坏，有些甚至会被彻底摧毁。地震还有可能引发大规模伤亡事件。数秒钟内，毁灭性海啸就会波及太平洋西北地区甚至其他环太平洋地区。滑坡对公路和跑道造成的破坏会迅速使沿岸社区处于孤立无援的地位，港口和铁路线也将被毁坏。在内陆地区，沿5号州际公路/99号高速公路通道，在现代地震条款被列入建筑法规之前建起的高层建筑可能会受到严重破坏，有些甚至会在强烈震动的几分钟内倒塌，从而造成严重的生命损失。桥梁、公用事业设备和运输线路可能会中断数月。

除了这次大地震之外，当然还有地壳断层及其引发的地震带来的威胁，但这种威胁一直不好量化，而且仅仅根据历史记录也无法认识其危险程度。正如从前召开的美国地震学会年会一样，这次波特兰会议召开的地点也在一个活断层附近；也就是说，向万豪酒店西边走过两个街区就是波特兰山断层（Portland Hills fault，图1），那是一条隐伏的西倾逆（？）断层，从你旅馆房间的窗户向西看就可以看到波特兰山脉，它可能就是由这条断层形成的。对于地震学家而言，还有什么地方比这里更加令人向往？

图1 波特兰市中心鸟瞰图，图中示出万豪酒店地点——2010美国地震学会年会地址——以及波特兰山断层。断层迹根据USGS的Rick Blakely对航磁资料的分析绘制。该断层在波特兰市中心似乎出现位错。对于地震学家而言，还有什么地方比这里更加令人向往？（照片由Northern Light Studio提供）

4 下一步该做些什么？

考虑到公众面对就在其脚下的地震危险所采取的悠然自得、拒不承认的态度或缺乏意识的状况，说服政府官员作出地震安全性方面的决策是如此困难就不足为奇了，要激励一般百姓做点什么就更加困难。如果不是因为几个积极主动的个人和机构的努力——如俄勒冈州地质与矿业局（一般称为DOGAMI）及其知名的地震安全倡导者Yumei Wang，那么俄勒冈州对地震的戒备状态可能仍然处于与堪萨斯州同样的水平。华盛顿州在这方面的情况可能稍好一些，这是因为那里经常发生的地震起到了警示作用，如2001年M 6.8 Nisqually地震，那里还有积极倡导防震减灾的个人和机构，如USGS的Craig Weaver和卡斯卡迪亚地区地震工作组。

那么需要做些什么来为地震侵袭做好准备呢？卡斯卡迪亚地区地震工作组给出如下建议：

（1）改善医院、学校、公安和消防部门等公共设施的条件，以降低风险。完成这些难度极大的工作需要经费支持，甚至可能需要立法保障。

（2）对一些高危建筑进行改造，如无筋砌体、立墙平浇结构和不符合现代抗震规范的高层建筑。目前，学校和其他一些主要基础设施中无筋砌体所占比例太大。

（3）保护好交通运输基础设施，如道路、桥梁、机场、水港和铁路。这些设施在大地震后都是急需的。

（4）继续开展有关地震危险性的公众教育，鼓励个人加强防备。

这些目标的确很宏伟，但它们具有普遍意义。那么，具体需要做些什么呢？首先，我们必须意识到要改变目前的局面就必须付出数十年——至少数年的持续不断的努力。依我拙见，联邦应急管理署（FEMA）首先要对太平洋西北地区采取更加积极主动的态度，主要是对那里的地震问题给予更大的关注（因大地震海啸而死亡的人数可能比在恐怖袭击中死亡的人数还要多）。有一本非常受欢迎的有关震前防灾准备的手册，名为“Putting Down Roots in Earthquake Country”（参考译名《定居于震区》，是一本介绍旧金山湾地区地震威胁和震害防御知识的手册——译者），在此，我想看到一个太平洋西北地区版本的“Putting Down Roots in Earthquake Country”。问题是我们在太平洋西北地区，特别是俄勒冈州，还缺乏积极的倡导者。虽然我们也有几位尽心尽力的人士（如前边提到的几位），但这项工作并非是通过几个人的努力就能完成的。最根本的是，防震减灾工作要取得进展就必须加强科学、工程、应急管理和政策社群各成员之间的了解与沟通，从而构成一个致力于减轻地震灾害风险的“新社群”。

更多的个人需要行动起来，尤其是科学家和工程师，因为我们对此问题的认识比其他任何人都更加深刻。如果你是科学家或工程师，你有没有考虑过你的办公楼质量如何？如果你已为人父为人母，你考虑过你孩子所在学校的状况吗？俄勒冈州的许多学校在一次9级地震中都有倒塌的危险。去调查一下，如果发现一所学校有潜在危险，请把情况告诉其他家长，告诉家长教师联合会，告诉校务部，不管是谁都行，让他们赶快行动起来吧！

当然，单靠个人的行为很难产生影响，但由个人组成的集体力量肯定会改变目前的局面。科学家、工程师以及其他对地震安全工作感兴趣的专业人士可以通过专业组织携起手来，让他们的呼声得到重视。美国地震工程研究所（EERI）在减轻灾害方面所做的工作就很有成效，我希望看到在俄勒冈州成立一个可以在基层开展工作的地方分会。其他组织机构，比如俄勒冈州结构工程师协会、美国土木工程师学会、工程地质学家协会以及俄勒冈州应急管理协会等，也需要参与这场战役。我想说美国地震学会也应该参与这项工作，但俄勒冈州的会员人数太少，对地震安全性工作感兴趣的就更少。美国地震学会历史上只注重科研，但过去10年中也开始涉猎一些与地震安全性相关的问题。我要感谢前任主席Robin McGuire对这一变革所发挥的推动作用。

为此，美国地震学会趁其年会之际于2010年4月21日下午6：30在万豪酒店举行一次公开的市政厅会议。我们将汇聚一批杰出的地震专家、应急管理人员和政府官员，请他们向公众介绍最新的地震动态，报告主题为“大地震就要来临：你准备采取什么行动？”发言者有俄勒冈州参议院议长Peter Courtney、俄勒冈州地质与矿业局的George Priest和Yumei Wang、波特兰市的Jed Sampson和Carmen Merlo以及USGS的Craig Weaver，另外，我作为会议协调人也会参加会议。我们欢迎大家出席市政厅会议。让我们共同努力，对太平洋西北地区的人们实行教育、再教育，激励他们为下一次大地震做好准备。波特兰见！

附言：就在此文交付印刷之际，海地地震发生了。那悲惨的场面实在让人难以承受。在那场骇人听闻的地震中，一位名叫Molly Hightower的年轻女士在其居住的旅馆倒塌的瞬间丧生，她最近刚从波特兰大学毕业。Molly到海地去是从事孤儿救助工作的。她的家人和朋友失去了这样一位无私的亲人，我向他们致以衷心的慰问，也对那些深受此次灾难之苦的人们寄予深切的同情。我可以想象这次地震造成的损失简直无法形容。太平洋西北地区在大地震中的损失程度可能永远不会接近海地地震的状况，但我仍然有个愿望（无论这一愿望有多么不现实），那就是全世界所有的家庭，无论何时何地，都不会在地震中遭受如此之大的损失。我恳请科学家、工程师以及其他人士加入到防震减灾的队伍中来，真正地像Molly Hightower那样发挥出自己的作用。

原题：Welcome to Portland——sitting on the big one

（中国地震局地球物理研究所 左玉玲 译；李平恩 校）

（译者电子信箱，左玉玲：yulingzuo＠yahoo.com.cn）

译自：Seismological Research Letters，Volume 81，Number 2，March/April 2010，177-180

P315.7；

： D；

10.3969/j.issn.0235-4975.2010.08.003

2010-07-01。