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【以史为鉴】回首十年前的东日本大地震我们能

  10年之前,2011年3月11日13时46分(北京时间),日本本州东海岸近海发生了9.0级特大地震,史称东日本大地震。大地震引发了超级海啸,共计造成死亡、失踪人数18641人(截止2012年10月30日),据统计,92.4% 的死者因为海啸溺亡。

  这次地震是1900 年以来全球巨震之一,是日本开始有地震观测记录以来的最强地震。地震发生在日本海沟,据日本气象厅资料,此次地震释放的能量相当于1995年阪神7.3 级大地震的1000倍,波及范围北从北海道、南至九州,不仅震级大,而且地震破裂持续时间长达200秒。

  在3月11日9级地震发生前,本周东海岸近海曾经发生过6级以上地震3次。在3月9日,也就是9级大震发生前2天,相距仅40公里的的海域曾经发生过一次7.3级地震,震源机制解与2天后的9级大震一致,可以判断这次7.3级地震是9级大震的前震。这是全球观测到的最大前震,也打破了有观测史以来同一地区发生7 级地震之后不可能再有更高地震的记录。

  在9级主震发生后,这个区域还发生了6级以上强余震60多次,7级以上更是超过5次,余震分布沿着日本海沟,长达600多千米,表现出明显的逆冲特征。

  01知道会地震,没想到在这里,更没想到这么大日本多地震并不是个奇怪的事。日本岛弧位于太平洋板块、菲律宾板块、欧亚板块与北美板块相冲的地方,所以复杂的板块构造边界、海沟等活动构造带孕育了众多强地震,每年这里发生有感地震1000 多次,是世界上地震发生最多的地区之一,全球大约20%的地震发生在日本。

  日本海沟位于太平洋西北部,是太平洋板块和欧亚板块的边界构造带。板块构造理论认为,太平洋板块和欧亚大陆板块碰撞,太平洋板块俯冲在欧亚大陆板块下面,俯冲处形成了日本海沟,欧亚大陆板块被抬升形成了日本岛弧。现代GPS观测结果显示,在日本的构造环境中,太平洋板块以平均每年10毫米的速度消亡于北美板块之下,而北美板块相对于欧亚板块的消亡速度仅为每年1毫米,消亡速度相差了10倍,这导致巨大的应力集中在日本列岛,特别是日本海沟和日本海的两条板块边界构造带,成为地震多发条带。

  在2011年3月11日之前,日本的地震学家们的关注重点在于西南日本的南海海沟。在日本南海海沟,历史上曾经非常有规律地发生过一些大地震,差不多平均每隔120年左右会发生一次大地震。自从1854年以来,日本的东海地区一直没有发生过断层破裂的应力释放,所以,日本地震学界对于南海海沟特别是东海、东南海地区的关注度远超过东北日本的日本海沟地区。

  位于本州岛东北部的这条俯冲带,其特征地震评估为低于8级。当地的地震防御策略(包括海啸墙等) 都是依据这一观点进行设计的。然而事实证明,东日本大地震并非特征地震,这是人类有地震记录以来的第四大地震,仅次于如下的三大地震:2004年的印度尼西亚和1964年的美国阿拉斯加的大地震(均为9.2级),以及1960年的智利9.5级地震。

  在311特大地震之前,日本地震学家普遍认为,当深度在5英里时,由于那里的岩石主要是由海底沉积物组成,岩石含水量多,相对较为稀薄。以上两种情况下,断层表面一直滑动,但由于太滑而不容易产生大地震。但发生东日本大地震的地区并没有遵循上述观点,剧烈的晃动在其断层最浅处发生。

  如今,很多地震学家认为东日本大地震是综合性地震。一次震级较大但原本不起眼的地震释放出一系列次生连锁反应,最初的震动足够强烈,能驱动俯冲带中一个摩擦力较大的板块,然后触动了俯冲带原本稳定的上部。

  对于地震学家来说,东日本地震是一次震撼人心的警告:相对地球漫长的行为来说,我们对地球物理学的记录仅仅是一孔之见;我们最先进的地质模型只是自然的卡通化、简单化的写照;一百年来最先进的地震学理论可能在一百秒内被摧毁。

  应当承认,地震科学界目前对地震的认知仍然是十分有限的,对地震发生规律的认知水平还比较低,这不仅仅是说短临预测水平。东日本大地震说明,目前把握性还不错的中长期预测,也有很多摸不准的问题。

  大部分海啸是深海浅源大震的一种伴生灾害。从时空分布上,它的发生概率并不高,因为它所依赖的深海、浅源、大震等条件同时具备的概率不高。太平洋海啸预警中心发布海啸警报的必要条件是:海底地震震源深度小于60千米,震级大于7.8级。然而,近百年来,海啸带给世界的梦魇还是历历在目。东日本大地震之前,在1960年的智利9.5级、以及2004年的苏门答腊9.2级,均引起了超级海啸。

  其实日本在全民海啸科普应对方面做得已经是领先于全世界了。海啸来临时,海啸波并不止于一波,1960年智利大地震引发席卷太平洋的大海啸,在经过夏威夷岛时,很多人躲过了第一波海啸袭击,随后丧失了警惕,没有逃过第二波甚至第三波的袭击。在海啸波抵达太平洋西岸的日本时,日本的居民也跑到高出躲避海啸波,并保持着高度警惕,没有得到通知前,没有一个人回家,在高处足足等了4个小时,减少了人员伤亡。

  第一,居民在地震停止晃动后并没有立即避难。或许是经历过大地震,地震停止后有人开始收拾家,没有立即避难。第二,很多人听到了警报但没有避难。尽管知道发布了海啸警报,但听到警报立即避难的人不多。有很多人说以前多次听到海啸警报,多次经历“狼来了”的情况后,对海啸的警戒变得麻木了。收到大海啸的警报,但按照以往的经验,海啸不会到达第2层,所以有人判断“待在家里第2层是安全的”。第三,人们在海啸来袭前“不知道怎么办”。人们在犹豫时,从地震发生到“意识到危险”产生了过长的“空白的时间”。第四,犹豫时,人们处于“举棋不定的状态”。产生犹豫的根本原因是“不十分清楚”现在自己所处的状况。日本学者田中重好认为,随着日本整体建筑抗灾能力的提高,人们安全感不断提升,逐渐解除了“防灾的武装”(思想准备、生活方式)。以前反复经历小灾害的历练,但提高抗灾能力后,久不经历小规模的灾害,突然面对大灾,中断了受灾经历的连续性。所以,整个社会教给居民应对灾害方法的灾害文化也衰退了。如此一来,因长期没有经历灾害,社会及个人应对可控的小规模灾害和局部地区灾害的能力(或者耐性)很容易变得低下。

  地震就是天然的海啸预警信号,一旦沿海大地震发生了,不要待在低洼的海滨区域,应立即奔向高地。

  海啸预警信息发布依赖于对地震的测定,所以需要时间,如果海底地震的震中距离你并不远,身体感知到大地震动持续时间越长,则地震震级越大。不必坚持等待收到海啸预警信息,当身体感受到半分钟以上的震感,不要犹豫,立刻往高处转移。

  有的海啸到来之前会发生明显的退潮,露出从未见天日的海底;海啸冲向海岸时,发出像喷气式飞机或者火车驶过一样的隆隆声。这些也都是天然的海啸信号。

  海啸不仅仅是一个波浪,而是一系列波持续数小时的袭击海岸。首波不一定是最大的波,待在安全的地带直到当局发出解除警报的信号为止。

  即使是非破坏性海啸,所有向公众发布的预警信息都要认线月发生的智利海啸之所以在夏威夷希洛造成61人死亡就是因为有些人认为警报是错误的。

  日本东京大学地震研究所的创建者之一、日本物理学家寺田寅彦在1935年为东京大学地震研究所建所10周年写过一句富有哲理的铭文:天灾总是在人们将其淡忘时来临。回首十年前的东日本大地震,这句话的警示意义更加突出。永远要保持对自然的敬畏,人类距离基本掌握自然规律还很遥远;永远要把提高全社会防灾减灾意识和能力建设放在社会发展日程上。居安思危,警钟长鸣。参考资料:陈颙、史培军《自然灾害》

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