APP下载

日本特大地震引发大海啸

2011-01-01腾月

科学大众(中学) 2011年5期

  日本大海啸的破坏力很强
  
  美国地质调查局高级顾问戴维·艾伯盖特表示,宫城大地震将地壳撕开一条长逾240千米、宽达80千米的裂缝。尽管日本应对地震的经验非常成熟,但由于此次地震强度极为罕见,因此预计将给日本造成数以千亿美元计的经济损失。
  美国地质勘探局地质学家布莱恩·阿特沃特表示,宫城大地震释放出的能量接近于美国全国一个月的能源消耗量——以2010年美国每天肖耗1900万桶石油的标准计算,近似一次性燃烧5.7亿桶石油,相当于1.1万颗广岛原子弹的能量总和。如此大的地震,引发的海啸的威力也是惊人的,海面上出现一个大大的漩涡。
  由于这次大地震的震源在海洋中,地震引发的人员伤亡主要还是由于海啸引起的。能够减小海啸能量的只有陆地,海啸只能靠撞击陆地来释放能量。而且,海啸不是一波就会结束,可能同时在几小时内出现数次。东京大学地震研究所的副教授酒井慎一说:“对海底海啸仪的数据进行分析后发现,在地震发生后五六分钟,海面至少上升了3,5米。这是首次观测到海面高度出现这么大的变化。以前的海啸最多也就导致海面出现数厘米的升高。”
  宫城大地震后仅30分钟,就有3米高的海啸到达了陆地。日本东北地区临太平洋的岩手、宫城、福岛、茨城等县首当其冲,灾情惨重。凶猛海啸卷起日本东北海岸的船只、车辆和货柜,挟带土石的浑浊海水冲进陆地,淹没房屋和农田。海啸过后,仙台警方巡逻市区时,在仙台市若林区赫然发现大批遗体。离海岸仅1千米的仙台机场泡在水中,跑道大半遭土石掩埋。日本NHK电视台播出的画面显示海啸卷起一艘大船,冲破防波堤,卷进宫城县海港气仙沼市。
  海啸冲毁房屋和轮船后还引发了火灾。3月11日,日本东北重灾区四县陆续传出火灾。日产汽车和住友工业位于东北地区的厂房皆传火警。宫城县气仙沼市多艘渔船因海啸翻覆,燃料流出引发火势,并随着冲进陆地的大水蔓延,入夜后的气仙沼市区一片火海。
  幸运的是,海啸袭击的日本沿海地区大多是农田、工厂、机场和小城镇,并非人口密集区域,这是这次大海啸导致的死亡人数远低于2004年印尼海啸死亡人数的重要原因。在2004年的印尼海啸中,海啸袭击的区域正好是印尼的一些大城市,那里不但有密集的居民,也有不少来自国内外的游客。
  
  日本大海啸的成因
  
  海啸是一种破坏力极其巨大的海浪,是由风暴或海底地震造成的。不是任何海洋地质的突变都会导致海啸的发生。据统计,每15000次海底构造地震中,只有100次会酿成海啸。通常海啸的产生受震源条件、震源水深、震源深度和震级大小控制。通常,震级大于里氏6.5级、震源深度在50千米以内的地震,会产生灾难性海啸。
  宫城大地震的震级为里氏9.0级,震源深度为24.2千米,正好符合发生海啸的条件。这次日本大地震引发的海啸,几乎袭击了日本在太平洋沿岸的所有地区。日本地震专家认为,这次海啸规模如此之大,主要有两个原因:一是地震本身规模大、震源浅、离陆地近:二是震源所在海域海岸地形特殊,放大了海啸能量。
  这次地震是日本有地震观测史以来震级最高的一次,其能量释放大约相当于1995年日本阪神大地震的1000倍。这次大地震的震中位于距离宫城县海岸约130千米的大海中,因此称这次地震为宫城大地震。震源区域位于北起岩手县近海南至茨城县近海,长约500千米,宽200千米。
  大海啸袭击了日本在太平洋沿岸的所有地区,但是以岩手县为中心的三陆海域是里亚斯型海岸(属沉降海岸),有可能导致灾害更为严重。京都大学防灾研究所教授间濑肇指出:“据推测,冲上陆地的海水量可以与2004年印尼大海啸相匹敌。而在三陆海域的那种里亚斯型海岸,有很多外侧宽广而内侧狭窄的‘三角形海湾’,越向海湾内侧,海浪就越容易升高。”三陆地区是经常遭到海啸袭击的地方。1896年,一场震感不大的地震,却引发了超过20米高的海啸,死者和失踪者达2.2万人。1933年的三陆地震也引发了超过20米的海啸,死者和失踪者约3000人。
  
  科学预警减少大海啸损失
  
  日本科幻片《日本沉没》讲述了一个日本即将发生特大地震的科幻故事。在这部影片中,地壳的变动将导致日本大部分陆地都将下沉到海洋中。结果,大地震引发了火山爆发和大规模海啸,日本人民处于水深火热之中。日本科学家为了避免“日本沉没”的命运,驾驶潜艇深入海底,用高强度烈性炸药将带动日本列岛下沉的板块炸出一个大裂口,有效地防止了日本列岛继续下沉的趋势。
  在现实之中,科学家还没有开发出有效预测地震的技术,更不能像科幻片中那样去干预地震的扩散。但是,我们可以采用科学的方法来减少地震带来的灾害。比如说,日本人十分重视防震建筑的建设,这样就可以大大减少地震中房屋倒塌带来的灾害。同样,海啸也是地震引发的灾害,我们也可以采取科学的方法去减少损失,目前常用的方法就是预警。
  海啸波是长波,波长有数百千米。在开阔的海面上,海啸波高度很低,仅为1米左右。海啸的传播速度与它移行的水深成正比。在太平洋上,海啸波的传播速度一般为每小时数百千米。而地震波的传播速度为每小时数万千米。地震波与海啸波抵达海岸的时间差,是海啸预警的科学依据。在宫城大地震中,震源距离海岸约130千米,陆地上监测到地震波的时间为地震发生后的数秒,而海啸波抵达海岸则需要10分钟以上。
  同样是里氏9.0级地震引发的海啸,为何日本大海啸的伤亡人数会远远小于印尼大海啸的伤亡人数?其中一个重要的原因,就是日本有完善的地震和海啸预警系统,而印尼缺乏这样的系统,许多游客和居民在不知情的情况下被海啸吞噬。3月11日,宫城大地震发生之后,日本气象厅立即向日本沿海区域发出了大海啸警报;12日晚上,气象厅又发出了海啸警报。13日上午7点半,气象厅将海啸警报均改为海啸注意预警。至此,本次地震中发出的海啸警报已全部解除。
  沿海地区的人们接收到海啸预警后,首先要做的事情不是向内陆地区奔跑,或驱车向内陆,因为人的奔跑速度与车的行驶速度往往都要比海啸的扩散速度慢得多。最好的逃生方法是跑向高处,哪怕只是一个三四十米高的土丘也可以帮助人有效逃生。因为海啸波的高度很少高于20米,即使海浪能够冲上土丘,能量也被大大减弱,不会把避难者卷入海浪中。如果周围没有山坡或土丘,可选择跑向建筑物的高处逃生。一般不要登上低矮平房的房顶逃生,因为低矮平房容易被海啸淹没或卷