预想外的垂直地震与海啸

作者:李翊

预想外的垂直地震与海啸0( 3月11日,地震发生后引发海啸,日本茨城县海面出现大漩涡 )

海啸与地震实际上是同步的。这次受灾区日本人也叫做三陆地区,北纬41度30分到北纬37度53分,一般而言就指宫城、青森、岩手这3个县的太平洋沿岸,以前16本令制国家,这地区分为三部分,叫做陆奥(深处)、陆中、陆前(表面),故称三陆。宫城、青森、岩手的海岸都是这个地域的一部分,是世界三大渔场之一。

当年智利地震后被海啸袭击时,波及到这里也损失惨重。很多老人记得当时恐怖的情形,所以对海啸有防范心理。现在当地还有旅游项目,回顾当年的海啸遗迹。这里原本就是历史上海啸受灾最严重的地区。1896年、1933年都发生过严重伤亡,但是历史遥远。1960年智利地震引发的海啸很多老人还记得。所以这次如果不是震中太近,估计死伤人数会少点。

关东大地震后,科学家根据统计分析,认为日本中部地区(东京往富士山方向的静冈县一带,也叫东海地区)最危险,一直被认为要发生8级以上的地震。1978年日本制定了《大规模地震对策特别措置法》,静冈作为重点地区。到2002年,重点地区扩大到长野县、爱知县(名古屋所在县)。之所以认为这些地方发生大地震的概率高,主要是看海沟、地形和地震历史的关联。神户地震和这次地震都是预想外的地震。东海地震是海沟型地震预想,而且是周期性的,但最近的地震都是垂直型的。

根据海啸产生机理图(见右图),可以看到日本海岸线附近的地壳,太平洋板块由于对向挤压,日本这边的板块被弹上去了,这时海岸线附近的陆地层由于跷跷板的作用下沉,而①地方的海水被瞬间推高,导致②海面上升,能量被传递到③,这时海水推进速度跟喷气式飞机那么快,达到800~1000公里的时速。到了④速度降到汽车一般,60~100公里。问题:最引发灾害的是在这之后,大量海水由于重力作用,重重地垂直地扎下来,海岸线已经下沉的地盘会加重这个震荡,海水大量涌入,而且不会再退回去。这次地震,看到资料上说,500~600公里长、200~300公里宽的板块被推高,水量也就很惊人了。

日本气象厅刚宣布将震级改为9.0,并解释说,这次是3个地震连续发生(单发性地震很难这么严重)。3月11日14点46分,震源200~300公里宽、500~600公里长的板块被挤压后连续发生了3次上翘(3次叠加),由于是连续的,所以人体感受不到间断,会认为只是一次地震。这就像手里有一块玻璃,用手掰,多数时候一下就断了,但如果受力不均,可能崩开两三处。这是第一波,接下来是第二波余震。一旦最初的抵抗瞬间消失,两个板块要形成新的平衡,不同地方的强度不一样,就会磨磨唧唧,一般余震会持续一个月。据说今明两天,发生7级以上的地震概率很高,大约50%到70%。

预想外的垂直地震与海啸1

建筑物被一抬一落,没法承受,一般从中间就断了。如果是摇晃的话,能量可以被消减,而垂直的能量很多在建筑物结构上无法消减。现在日本的高楼已经在基础上使用橡胶,横向摇晃还有巨大弹簧,没有这样的装置,一般建筑物越高越难逃脱毁灭的厄运。

宫城县临海地区40年前有过地震,也是重点防护区域,1978年发生过7.4级地震,当时政府预测到这里在30年内发生7.5~8级地震的概率是99%。但是东海地震把大家的注意力都转走了。大家把注意力集中在人口众多的东海和关东。■(口述◎陈迅)

防灾体系

日本的防灾体系很完善。根据日本内阁府的资料,从中央到各县政府、最后到各町内会都有防灾的相关组织,是一个从上到下的政府行为。在中央有防灾本部,首相任议长,除了首相,防灾本部的委员还包括防灾特命担当大臣及所有内阁成员、内阁大臣。其中经济财政政策、规制改革、科学技术政策、食品安全、性别平等和社会事务、金融服务、冲绳及北方对策等部门的负责人都要担任特命担当大臣。

这个委员会还要任命4名指定公共公司的领导成为委员,分别是日本银行总裁、日本红十字会会长、NHK总裁、日本电信电话株式会社社长,同时还要任命4名专家加入委员会。日本有一个国家应急响应流程的规定,强灾害发生后30分钟内,防灾特命担当大臣要马上开始7个昼夜不间断的工作,收集分析灾害和损失信息。

同时,各县高级官员马上成立应急响应小组,与首相和内阁信息收集中心信息共享,对灾害规模进行分析,迅速成立应急响应部会联席总部。

建筑防震

日本的《建筑标准法》规定,建筑物的抗震标准要遵循两点,第一,建筑物遭遇多次地震,即使受到一定损害,但在修复后依然能够满足继续使用的要求;第二,不管建筑物是否会遭遇地震,即使建筑物被破坏无法继续使用,也不至于在地震时顷刻间倒塌。根据日本2008年对日本公立初中抗震建筑物的统计,有抗震功能的建筑物占62.3%,政府要求城市、城镇和村庄的大约1万栋不具备抗震功能的建筑物在5年内尽快拆除。日本规定2013年有抗震功能的建筑物要占到90%。

高楼对策

日本高楼的地基很深,几乎都和岩石打在一起。日本一些新建建筑和已建建筑的抗震加固改造工程中,已开始采用一种叫无粘结钢支撑体系的减震支撑技术,即在内核钢支撑和外包钢管之间不粘接,或者涂无粘结漆,从而形成滑移界面,以保证压力和拉力都只由内核钢支撑承受。例如,横洪伊势佐木町的华盛顿旅馆(高72米)中采用了平板钢无粘结支撑体系,塔库马本部办公大楼(高43米)中采用了H型钢无粘结支撑体系,广岛绿色大厦〔地下2层、地上9层)抗震加固工程中采用了H型钢无粘结支撑体系。这一技术已推广到美国,用于对现有建筑物进行抗震加固。例如,盐湖城瓦雷斯·本内特联邦大楼抗震加固工程中采用了十字形钢无粘结支撑体系。(吴丽玮 丁筱净)

宫城县

日本东北部的一个县,东邻太平洋,西与奥羽山脉为邻。人口约占日本东北地区的1/4,县都位于东北最大都市仙台,约有45%人口居住。与福岛县、山形县、秋田县及岩手县连接。1982年东北新干线连接到仙台,令仙台与东京的距离拉近。在新干线兴建前,只有东北本线到达。

岩手县

日本本州东北地区东北部的一个县,总面积在全日本的都道府县中排行第二,人口相当稀少,密度只有每平方公里87.2人,在47个都道府县之中仅次于北海道,是本州密度最低的地方。首府为盛冈市。

2008年6月14日,岩手县附近曾发生里氏7级地震,震源位于仙台市以北约100公里的秋田庾境内地表下10公里位置,至少造成2死、33伤。

福岛县

日本东北地区南部的一县,位于北纬37度至38度之间(与中国的山东半岛同纬度),南北距离133公里,东西距离166公里,总面积13781平方公里,其面积之大在日本47个都道府县中居于第三位。

仙台市

日本宫城县县厅所在地,东北地方最大的城市,19个政令指定都市之一。仙台市由大名(诸侯)伊达政宗于1600年兴建。有“杜之都”(森林之都)之誉。仙台市因是鲁迅留学的地方而广为中国人熟知。到2010年3月底,宫城、岩手、福岛经济收入占日本名义GDP的4%不到。这里属于农业区,以农业和渔业为主。仙台产白菜,青森和长野产苹果。在47个县里,从2007年人均收入看,福岛排在第18位,宫城县排32,岩手县排40。(吴丽玮 丁筱净) 垂直海啸地震日本海啸预想日本地震地震预测地震的形成