基本介紹
- 中文名:卡斯卡迪亞地震
- 時間:1700年1月26日
- 震級:矩震級8.7-9.2級
- 地震類型:大型逆沖區地震
基本介紹,地震原因,重要理論,地震預測,未來的挑戰,
基本介紹
距離北美西海岸1000多公里的地方,是“卡斯卡迪亞隱沒帶”。這裡的地震斷裂帶有1000公里長,和印度尼西亞附近的地震帶差不多。研究預測,如果美國西部海底發生類似在印度洋的9級強震,將會造成西岸這幾個州地面持續強烈震動4分鐘,屆時河流可能會逆向倒流,導致內陸地區洪水泛濫,道路、橋樑和隧道都可能會受到嚴重破壞。如果在距離北美西海岸這樣近的“卡斯卡迪亞隱沒帶”發生大地震,並引發海嘯,將可能對美國和加拿大西岸的城市造成毀滅性的打擊。強度巨大的地震就像懸在北美西海岸上空的達摩克利斯之劍,總讓人不寒而慄。
美國西岸海底大地震,大約每300年至1000年發生一次,由於上次奧瑞岡州海底地震發生在300年前,因此美國西岸又再度進入地震周期,隨時有可能發生大規模地震和海嘯。
據了解,俄勒岡州海底曾經在300年前發生大地震,造成陸地大地震,大海嘯席捲陸地城鎮和森林。那次地震連遠在亞洲的日本都受到影響,當時在日本所掀起的海嘯,把幾個漁村都整個吞噬。
布萊恩是美國地質勘測局的專家,他一直想解開這個謎團。為此,他走訪了居住在華盛頓州北部的赫族印第安人部落。當地流傳著這樣一個故事:古代,一隻來自赫族人母親河上游冰川地帶的雷鳥怪獸的到來,使地動山搖,洪水滔天。難道印第安人說的這個怪獸就是海嘯?很多學者即便有這樣的懷疑,也只是說說而已,布萊恩卻下決心要查清楚。他划著獨木舟,穿越淤泥和沼澤,到傳說中怪獸出沒的地方展開挖掘。終於,在一片海水淹沒的淤泥下,他發現了一些雲杉樹的化石。在這些化石的附近,還發現了一片片沙土。
研究人員還注意到,在西雅圖西南面200多公里處的海邊,有一片綿延100多公里的已經死亡的森林,當地人把這片森林叫做“鬼森林”。植物專家大衛·山口花了很多年時間研究,發現這些森林的死亡原因是被洪水淹沒。根據樹的年輪和樹皮上留下的時間記號,他推斷這片森林死亡的時間是1700年年初的某一天。
雲杉樹通常生長在離水面比較遠的陸地。而雲杉化石附近的沙土也不是本地的。一種合理的解釋是:由於發生了強烈地震,地層塌陷,導致陸地上的雲杉樹掉落到海底,海嘯襲來,並從遠處帶來了沙土。
地震原因
地質學家們已經搞清楚了300年前發生在北美的一次大地
震的時間和規模。這個地震的遺蹟:被稱為“亡靈森林”(ghost forests)——被地震摧毀的森林的殘留部分,今天仍然存留在美國西海岸的某些地方。由於在北美洲沒有任何關於這場地震的文字記錄,“亡靈森林”也就成立當年大地震在地球上留下的唯一記號。 然而在日本,官方卻記錄了在公元1700年1月27日午夜的一次大海嘯,海浪高達10英尺,綿延弘樹海岸(Honshu coast)600哩。根據這次海嘯的速度,路徑和其它性質進行估算後,研究人員認為這就是1700年在發生在華盛頓海岸海床,強度達9級的地震引起的。“亡靈森林”(ghost forests)中的西洋杉樹(cedar tree)的年齡證實了這個發現· 直到最近之前,多數的現代地震理論都認為:每兩次地震之間的時間間隔大致是有規律的,然而實際顯示並非如此。科學家雖然已經了解到,潛伏在地層底下的力量會在同一個地方重複的產生地震,但是仍無法預測地震,因此研究這些過去的大災難就變得非常重要。
運用從前的資料,古地震學家(paleoseismologists)越來越能有效的標定出危險地帶並發出警告。這些資訊對於工程師和城市規劃者很有用,使他們可以強建築法規,並教育大眾當地震來臨如何求生。
布萊恩對雲杉樹化石進行的同位素鑑定的結果顯示,這些雲杉樹的死亡時間大約在300年前。這和大衛·山口的推斷不謀而合。
但是,如何確定準確的死亡時間,卻一直令布萊恩頭疼。他想到,如此強烈的地震和海嘯對北美西海岸造成了如此大的衝擊,那么海嘯對於其他地方的衝擊一定也很大。300年前,日本已經是一個相當文明的社會,從日本的歷史記載中,也許能夠找到問題的答案。
布萊恩來到日本。日本的歷史資料明確記載了海嘯發生的時間:1700年1月26日!對日本人來說,這是一次奇怪的大海嘯,因為海嘯發生前經常發生地震,所以,日本人在地震之後都會奔向高地逃命,但這次海嘯前卻沒有地震發生,日本人把這樣的海嘯稱為“孤兒海嘯”。由柳洪平創建。
東京有一份記錄當時情況的資料。資料顯示,1700年1月26日一早,前所未有的大海嘯突然出現,整個城市仿佛掉落到一條大河中。這樣的情況間歇性地發生了7次,直到中午才結束。記載了那一天發生海嘯的史料在日本的其他城市也能找到,它們都顯示,這場海嘯來自太平洋。
重要理論
在1906年進行的這些意義重大的觀測中,最重要的是三角測量調查——這是一種光學測量手段,用來測定山體和地面的夾角的角度變化。通過反覆比對地震前的三角
測量數據,人們發現,經過1906年地震之後,由於斷層位置的移動,原本平直地橫過斷層的地線,變得彎曲了。這一發現成了一項具有劃時代意義的理論——彈性回躍理論——的基礎。這一理論是由約翰霍普金斯大學的H.F. Reid教授提出的,他本人也是Lawson的委員會的成員。Reid教授的理論進一步擴展了以前由美國國家地質調查局的G.K. Gilbert提出的地震進程觀點。Gilbert也供職於Lawson委員會。Reid教授的理論實際上成為我們關於地震的現代觀點的基礎。Reid教授的理論描述了地殼是怎樣在地下板塊的運動過程中,逐漸、然而充滿彈性地發生扭曲,這種扭曲過程要持續到它快速跨越一個斷層之後,釋放幾年來所積累的張力,重新恢復之前的狀態為止。
這個過程會產生地震波,而地震波會引起搖晃。在1906年或者Reid教授提出他的理論之前,這個關於地震的基本機制的觀念——即,斷層引發地震,而地震並不會導致斷層——還不被人理解,也沒有人想到用它來解釋聖安德烈斯斷層的活動。
從1906年到——更先進的地震監測技術使人們更深刻地了解地震,並且,減輕了地震引起的災害
通過測地學儀器和反覆地跟蹤調查,整個加州與地殼的壓力和扭曲有關的地表運動都被詳細記錄下來,相關數據被輸入到計算機中進行處理。
根據這些觀測,科學家們繪製出一幅關於聖安德烈斯斷層的數百個斷層的位置和活動性的詳圖。
人們對於更有可能引發強烈地震的斷層、未來發生地震的機率以及地震的強度的理解得到進一步深化和精確化。依靠著這些知識,人們繪製了一幅將來發生地震的位置和強度的示意圖,這張示意圖對區域劃分和土地的使用有著指導性意義,學校、醫院、家庭建築和核能企業的建造都應避開可能受波及的危險位點。
同樣的,工程師也可以根據這張示意圖,提出建築物和橋樑的抗震建築標準。關於地震的研究還有助於保險公司合理編制地震保險的條款,而地震保險可以使企業和個人在遭受地震災害時得到一定的經濟補償。
地震預測
布萊恩·謝羅德(Brian Sherrod),USGS的一位地質學家,在史密斯索尼安雜誌(SMITHSONIAN MAGAZINE)的3月份報導里說:“我們每過幾個月就發現一些新的危險地帶。”通過研究過去發生過的地震,研究人員確信美國中西部,加拿大東部和澳洲與德國等從
前有過地質隆起的地區似乎不適宜人居住。
通過研究更久遠的歷史記錄,地質學家在看似不可能的地區發現了發生地震的潛在危險。如新罕布夏中部(Central New Hampshire)曾感受到大規模地震。此外,田納西、阿肯色、伊利諾,甚至紐約曼頓的某些部分都在地質斷層範圍內。 同發現的新危險地帶相比,美國太平洋沿岸的西北部仍然是最容易受到地震傷害的。因為它的位置與大陸板塊上和太平洋板塊的交界處(離岸30到90英里)太近了,所以成為危險地區。這兩個板塊間的邊界,從英屬哥倫比亞(British Columbia)到北加州,綿延700英里,被稱為卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia subduction zone.) 自從公元1700年的大海嘯至今,300年來的地質變動一直在積累新的壓力。一項最近的研究估計美國西岸的1千萬人口將受到卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia subduction zone.)地震的威脅。和當年同樣強度的地震如果發生在今天,將會損毀200座公路橋樑,使太平洋岸的港口數個月無法營運,並且產生足以令西雅圖(Seattle)與波特蘭(Portland)市的高樓與長橋樑倒塌。
一旦地震發生,無論從哪個角度看,西雅圖(Seattle)都是世界上最不利的地方之一。城市的一部分坐落於由不結實的沉積岩形成的軟質盆地之上,在地震時會非常不穩定。尤有甚者,這個城市的港口坐落在淤泥形成的淺灘上,地震時土地可能會液化。USGS的地質學家雷·威爾斯(Ray Wells)說:“我的同事和我形容這個地區是地質學上的高危險區域。”
除了太平洋岸西北部,美國政府還在還包括日本,俄羅斯,智利與阿拉斯加等地建立了太平洋監測站,以組成一個警告系統,從已知的危險地點蒐集早期警訊。這一警告系統被設計為可在幾分鐘內將警告傳遍環太平洋的國家。太西洋區和印度洋區也計畫成立類似的警告網路。
未來的挑戰
還有很多與地震有關的重要問題還沒有得到解決。這其中,人們最想知道的問題恐怕是,下一次將導致生命財產損失的地震將在哪個確定的時間裡發生?現在,還沒有辦法更準確地回答這個問題,而是只能給出一個機率數字(從長遠的眼光看)。但是,如果考慮到,科學家已經很好地回答了下面的這些重要問題時,可能會有另外的想法。
強地震將在什麼位置發生?
發生機率有多大?
地震強度是多少?
地震中我們的建築物會是有什麼樣的表現?
科學家應該避免在什麼地點建設重要建築?
科學家應該怎樣來設計抗震結構?
如果仔細思考這些問題,並且也意識到,科學家已經從1906年的地震中學會了這么多東西之後,應該要承認,已經取得了很多成就。在最現實的意義上,由於Pardee州長的遠見卓識和Lawson教授和Reid 教授、Gilbert教授的洞察力和高超智慧,現代人的處境已經很不錯了。
鳳凰衛視4月12日《解碼陳文茜》,以下為文字實錄:
陳文茜:今天第一段我想和大家來談一下,跟地震有關的一些重要的訊息。因為最近全世界,不只是因為日本所發生的宮城大海嘯,還有包括因為宮城大海嘯所衝擊的核能電廠和地震之間的關係,都成了各國能源政策最關心的焦點,我們先來為大家來整理,在日本有關的地震的後續的訊息。
日本311的震災滿月,4月11號剛好滿一個月,也是在當時發生的時間,下午2時46分舉行完哀悼儀式的時刻,5時16分再度發生了一次芮氏規模7.0的淺層地震,這次的前層地震,只有震源10公里,換句話說是非常嚴重的淺層地震。比上個禮拜的那一次,也是規模7的地震來的更加嚴重,這一次的震央是位於岩手縣,當地又有3棟房屋倒塌,土石流,至少2個人死亡,8個人受傷。
日本的氣象廳認為,這樣的一個芮氏規模7以上的餘震,恐怕會延續一年以上,事實上如果我們從當年的南亞大海嘯,2004年12月26號,當時的南亞大海嘯,它也是芮氏規模9.1的地震,跟這一次日本宮城大海嘯很接近,整個餘震高達6年的時間。
最近的第二個訊息,我看一下美國的地質探勘局的通報,在2010年1月到2011年的3月,是從上世紀到現在發生最多大地震的一年。在2010年1月12號,發生海底大地震,奪走30萬人的性命;2月27號,智利發生了8.8的強震,也引發了海嘯;而2011年的2月22號,紐西蘭發生了芮氏規模6.3的地震,不僅導致當地最大的冰川崩落,基督城土地有30%出現液化的現象;而3月11號,日本又發生了宮城裡氏規模9.0級的大海嘯,至少15000人死亡,而且還引發了核災。
同時美國的地質探勘局也通報了,2010年的兩大氣候極端事件,分別是巴基斯坦在2010年的時候,面臨了史上最大的洪災,降雨、強降雨覆蓋了巴基斯坦30%的國土面積,200萬人無家可歸,上千上死亡。而俄羅斯是另外一個,2010年的兩大氣候極端事件,發生了130年才一遇的森林大火。
有部分科學家認為,我們所以在過去一年裡頭,發生這么頻繁的地震,他們認為跟全球暖化,使得冰川融化,海水因此對海底的斷層,形成比較高的壓力。再南極跟北極加速的融冰,對海底岩層和斷層產生額外壓力,可能是我們有如此頻繁地震的原因。
根據統計2010年總共有1萬4千多次,大小規模不同的地震,平均每天是50次,如果我們從1900年以來,十大地震計算的話,有三次都發生在最近的6年內。而日本這次的宮城大海嘯之後,全世界緊盯著,哪裡可能發生也是芮氏規模9以上的地震,紛紛大家點出來最大的可能性,因為上一次是在南美洲,發生在智利是8.8,這條的整個斷層帶,不只是在南美。它是延伸的往北美走,而主要的地震斷層帶,可能就是從舊金山一直延續到溫哥華,整個美國西部可能是下一個,全世界最嚴重大地震的地點。
解說:多數喜歡美國奧勒岡州海邊自然美景的家庭,可能都還不知道這裡潛在的危機,從加拿大卑斯省一直延伸到北加州,這條約莫一千公里長的斷層,讓這裡在過去幾世紀,連線遭逢多次驚人的地震海嘯襲擊。
解說:關鍵就在美加交界,太平洋外海的卡斯卡迪亞斷層科學家多次寓言,板塊間的滑動隨時可能引發大地震。
納森吳(美國地理調查學者):所以你會看見兩股力量在擠壓,當他們最後推開時就會引發地震。
解說:事實上就在1700年1月,卑詩省曾經迎來芮氏規模9地震,但當時這裡並沒有很多居民,不像現在搭建起不少村落。
解說:專家蒐集過去一萬年的海床樣本進行模擬,推測近期應該已經到了另一個爆發海嘯地震的高峰期。
克利斯古芬柯(奧勒岡州立大學教授):每兩百五十年就會是一個高峰,算算從上回地震也過了310年,看起來好像很久,但其實已經超過時間了。
解說:這位葉教授窮畢生之力,分析海嘯所帶來的巨浪,他很憂心,太平洋西北邊這些沒有防禦能力的城鎮,如何抵抗大海嘯的來襲。
海瑞葉(奧勒岡州立大學教授):幾乎所有沿著奧勒岡州,華盛頓海岸邊建造的建築物都是木造建築,而這種木造建築,對於防範海嘯來說是能力最弱的。
解說:科學家提醒,政府必須在海嘯逃生上做更多教育,因為太多研究指出,未來50年這裡發生規模九以上地震的機率高達22%,強度甚至可能超越此次日本東北大地震,如果沒有及時逃生,就只能任由海嘯吞噬沉沒。
陳文茜:而這次日本的東北大地震,另外一個引發的就是核能電廠,因為所有的核能電廠都設在海邊,這一次的宮城大海嘯,最近有越來越的訊息顯示出來,其實福島核能一廠,最後所產生的悲劇,是因為東京電力公司當時想要保住它的反應堆有關的,可是無論如何,它已經衝擊了全世界所有的核能電廠。
大陸現在也在蓋非常多的核能電廠,還沒有批審的項目也緩批,最重要的就是要做好更多的地址調查,有沒有靠近地層的斷層帶,離震央到底有多遠,會不會製造出像這次福島核能災害的相關問題。
中新網3月17人電 據新加坡《聯合早報》網站17日報導,專家指出,美國西部可能遭受一場“遲來”的大地震及海嘯襲擊,但這個地區至今卻還未做足抗災準備工作。
專家說,最近發生地震的國家,不管是日本、墨西哥、智利還是紐西蘭,都位於太平洋的火山地震環形帶,加州遭遇下一個大地震,看來將是不可避免的事,問題是強震何時會來襲。
專家指出,美國西部沿岸也在馬蹄形的太平洋火山地震帶。聖安德烈亞斯斷層(San Andreas)和卡斯卡迪亞地層潛沒帶(Cascadia)將在這個地區引發地震的預測已遠遠“過期”。
這一海底斷層南起加州北端,並向北延伸到拿大的不列顛哥倫比亞省,一旦發生9級地震將引發海嘯,重要海港如溫哥華、波特蘭、西雅圖將同時受災,成千上萬的人將難逃劫數。
根據1700年的記錄,卡斯卡迪亞斷層大地震引發了超強海嘯,巨浪橫越太平洋,在日本奪走許多人命。俄勒岡州地質風險研究小組負責人王玉梅(音譯)指出,卡斯卡迪亞斷層帶一萬年來發生過41次地震,平均是240年一次。而上一次地震是發生在311年前,至今已過了地震預測期。
她說,專家雖無法預測下一個強大地震將在什麼時候發生,但可以預測它所造成的破壞。
美國西部各州數十年來都在進行建築物翻新工作,不過,沿岸地帶有許多學校、醫院、消防局和警察局,依舊設在陳舊的建築物內,風險極大。
她指出,俄勒岡州1355所學校,有超過一半很可能在大地震中倒塌。要是海嘯來襲,許多舊建築也難以倖免。
一家國際工程大公司的專家黃伊凡認為,美國的地震準備工作極為不足,跟日本相比還差得遠。他表示,要讓美國人相信西部太平洋沿岸確實面對地震威脅,不是一件容易的事。