東日本大地震中的關鍵詞

3gzylon 2011-03-28

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東日本大地震中的關鍵詞

日期：2011-03-22 作者：周祺;方陵生;史博臻來源：文匯報

東日本大地震震源區(qū)域與M6級地震

東京附近千葉縣的一個煉油廠11日地震后發(fā)生火災

    □周祺  方陵生  史博臻  編譯

    9級大地震引發(fā)的海嘯及之后導致的核泄漏危機，使日本及其周邊國家一度陷于混亂，也沖淡了人們對日本有記載以來這場最強烈地震的關注度。此次東日本大地震究竟暴露出哪些特點？全球范圍的地震發(fā)生頻率是否在不斷增多？最近發(fā)生在太平洋地區(qū)的一連串大地震到底有什么關聯(lián)？下一場超級地震到底會出現(xiàn)在何時何地？本刊匯總了近期美國《科學》雜志、英國《新科學家》及日本各大報刊的部分內容，希望能解答讀者關心的問題。

震波周期

    在本次地震中，很少捕捉到對木結構住房造成重大損害、晃動周期為1秒左右的“致命脈沖”。

    根據(jù)東京大學地震研究所古村孝志教授等人的分析，引發(fā)東日本大地震的地震晃動，在整個東日本地區(qū)持續(xù)了6分鐘。在本次地震中，較少出現(xiàn)對木結構住房造成重大損害、被稱為“致命脈沖”的周期1秒左右的晃動。盡管海岸附近的建筑物并沒有被震垮，但是被隨即而來的海嘯所吞噬。

    據(jù)介紹，地震發(fā)生后，日本防災科學技術研究所無法在第一時間獲取全國高密度地震儀（K-net）的數(shù)據(jù)。隨著修復工作的有效開展，古村教授等人利用全國1800處的數(shù)據(jù)，對晃動狀況進行了調查。

    調查結果顯示，地震晃動在發(fā)生地震后35秒到達宮城縣牡鹿半島，50秒鐘后晃動了巖手縣釜石市以及福島縣南部城市，70秒后擴展至整個日本東北地區(qū)。地震中出現(xiàn)了2次晃動峰值，2次之間的間隔為大約35秒。古村教授認為，引發(fā)地震的斷層破壞至少分為兩個階段。最大地震晃動，達到了重力的約3倍加速度。

    本次地震，幾乎全部為地震波周期為0.1～1秒的短波，很少有對木結構建筑造成毀滅性破壞的周期為1秒左右的地震波。古村教授表示：“建筑物被沖走時可能還保持著原狀，也許是一次典型的海嘯地震。”

連動型地震

    發(fā)生地震的板塊范圍，北及三陸海面中部，南至福島縣海面，南北距離400公里，寬200公里。在上述范圍內，似乎發(fā)生了多個震源區(qū)域的連續(xù)運動或同時運動。

    對于這次東日本大地震，有專家認為可能屬于在較短間隔內發(fā)生多個地震的“連動型地震”。震源地東北-三陸海面位于板塊的邊界，存在著多個以前被認為可能會發(fā)生地震的震源區(qū)域。這次發(fā)生的東日本大地震，可能起因于上述震源區(qū)域的連續(xù)運動。

    日本氣象廳發(fā)布的數(shù)據(jù)表明，發(fā)生地震的板塊范圍，北及三陸海面中部，南至福島縣海面，南北距離400公里，寬200公里。在上述范圍內，似乎發(fā)生了多個震源區(qū)域的連續(xù)運動或同時運動，從而帶來了劇烈晃動。據(jù)報道，已經(jīng)觀測到了與此相關的多個地震。

    認為本次東日本大地震屬于“連動型”的另外一個理由是，曾經(jīng)假設在東北-三陸海面發(fā)生的地震，即使出現(xiàn)一個假設震源區(qū)域的破壞，地震規(guī)模也在8級以下。這次發(fā)生9級地震，只能說明多個斷層出現(xiàn)了運動。

    曾經(jīng)有專家預測，被多個板塊包圍的日本周邊，可能會發(fā)生連動型地震。因此，存在著以靜岡縣海面為震源的“東海地震”、以中部地區(qū)海面為震源的“南東海地震”以及以四國海面為震源的“南海地震”發(fā)生聯(lián)動的可能性。一旦發(fā)生上述聯(lián)動，就一定是超過8級以上的巨大地震了。

長周期地震動

    長周期地震動，會對石油儲罐帶來巨大損害。油罐內部出現(xiàn)波狀起伏后，會引發(fā)火災。

    這次發(fā)生的東日本巨大地震，東京都中心城區(qū)的震級也達到了5級以上。地震波從遠處震源傳來，出現(xiàn)緩慢晃動的“長周期地震動”，席卷日本大地。在這種類型的地震中，超高層建筑物更容易受到侵害。據(jù)報道，即使是超過20層的東京都內最新建筑，晃動也持續(xù)了10分鐘以上，各種物品紛紛從架子上掉落。

    長周期地震動，指發(fā)生地震時不同于普通震動，晃動周期為2~20秒之間的震動。這樣的長周期震動，容易與超高層建筑的固有震動頻率一致。建筑物越高，越經(jīng)受不起緩慢的長周期晃動。在2004年發(fā)生的新澙縣中越地震中，在遠離震源將近200公里的東京城區(qū)，六本木大樓的電梯鋼絲繩由于晃動而斷裂。

    長周期地震動，會對石油儲罐帶來巨大損害。油罐內部出現(xiàn)波狀起伏后，會引發(fā)火災。2003年日本十勝沖發(fā)生長周期地震動之后，遠離震源300公里之外的一家煉油廠也發(fā)生了火災。

    本次9.0級東日本大地震發(fā)生后，東京灣畔的石油公司等出現(xiàn)火災可能就是受到了“長周期地震動”的影響。

    研究表明，發(fā)生長周期地震動的原因在于地下構造。沖積平原和填埋地等軟弱地基，容易發(fā)生長周期地震動。在1985年的墨西哥地震中，曾在墨西哥城（填埋濕地后的軟弱地基）觀測到最大為2秒的長周期地震動，由于共振，大量高樓大廈和高層住宅出現(xiàn)倒塌。盡管這次地震為長周期地震動導致的最大災難，但是，當時人們卻認為建筑標準的過于寬松是導致建筑物倒塌的主要原因。直到最近幾年，才發(fā)現(xiàn)真正的元兇是長周期地震動。

    依靠從震源一直到觀測點的密集記錄，研究人員闡明了發(fā)生長周期緩慢晃動的“長周期地震動”的機理：一旦具備了大規(guī)模淺震源、容易傳遞地震動的路徑、沉積盆地這三項條件，就會發(fā)生長周期地震動。

余震

    大地震發(fā)生后一周內，M5級以上地震共發(fā)生了262次，為觀測史上最多的紀錄，延續(xù)著十分活躍的狀態(tài)。

    日本氣象廳近日宣布，自3月11日9級大地震發(fā)生之后，日本又發(fā)生了7級以上的3次余震，以及6級以上的48次余震，以地震史上的標準來衡量，這次的余震活動頻率“非常高”。

    大地震發(fā)生后的24小時，M5級以上的余震達到了152次，為觀測史上最多的紀錄。至18日上午的一周內，M5級以上地震共發(fā)生了262次，同樣打破了歷史紀錄，延續(xù)著十分活躍的狀態(tài)。

    新西蘭坎特伯雷大學的保羅·尼科爾斯繪制了自3月11日以來日本發(fā)生余震的地區(qū)圖（見上圖），此圖根據(jù)美國地質勘探局網(wǎng)站公布的余震震級和位置的數(shù)據(jù)資料不斷更新。余震是地質板塊在大地震之后的重新調整，以使整個地區(qū)的應力分配再次趨于穩(wěn)定。地圖上顯示，到目前為止，幾乎所有的余震都沿著太平洋板塊邊界處的俯沖帶發(fā)生的。

    專家認為，東京受到城市西南方向東海斷層地震活動的威脅最大，東海斷層實際上是南海海槽的延伸，但后者處于不同的俯沖帶，介于歐亞板塊和菲律賓板塊之間。澳大利亞地震中心的地震學家凱文·麥丘說，這一板塊的邊界處似乎并沒有受到仙臺地震的影響。這方面的證據(jù)還不足以表明東京是安全的，畢竟，無論是長野，還是靜岡，也都不在太平洋板塊邊界上，但這個城市確實躲過了那些近日連續(xù)不斷襲擊日本的余震。